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浩瀚宇宙誕生以來,出現了無數科學奧秘,而要揭開這些科學奧秘,需要我們在科學的道路上不斷髮現和前進。

科學理論是科學世界的核心,每一個科學理論想要被證明都需要科學實驗。只有透過科學實驗才能證明的科學理論才是真正的理論。在沒有被實驗證明之前,一個科學理論只能是一個猜想理論。

科學家在科學道路上探索研究,發現世界分為宏觀和微觀。宏觀的背後是微觀,而微觀的背後也是宏觀,二者息息相關。早在1900年,普朗克在研究“黑體輻射”問題時就提出了“量子”的概念,從此量子力學問世。

量子力學是與相對論並列的影響人類思維的一大基礎理論。可能很多人都懂量子力學,但不知道什麼是量子。事實上,量子的本質是物理量的最小單位。它不是現實世界中的一個粒子,而是一個物理概念。

一切都可以量子化,從我們能看到的宏觀物體到我們看不到的概念,比如時間。所以量子力學的本質是探索微觀世界中粒子運動的規律,而要了解粒子運動的規律,我們也會了解微觀世界,這樣從微觀到宏觀,我們才能更好的瞭解宏觀世界。

我們前面說過,世界是由宏觀和微觀組成的,宏觀的東西是由微觀的粒子組成的,所以理論上,宏觀世界的運動規律應該和微觀世界的粒子是一樣的。但隨著研究的深入,科學家驚訝地發現,微觀世界中粒子的運動規律與我們熟悉的經典力學完全不同,甚至有些現象並不違背常識,顛覆我們的認知,比如量子糾纏理論、量子疊加態。

在學習量子力學的道路上,也有很多實驗,其中一個是我們每個人都很熟悉的,就是高中做的雙縫實驗。我相信我的朋友們對雙縫實驗並不陌生。高中的時候,物理老師給我們做了一個實驗,很簡單。

雙縫實驗的目的是證明光的本質。光子透過雙縫後,留下的不僅是粒子形狀,還有波的形成。這說明光有兩個特性:粒子和波。這種現象叫做光的波粒二象性。

不僅光有粒子和波兩種形式,其他所有微觀粒子也有波粒二象性。後來科學家修改了實驗方法,用更先進的電子裝置進行實驗,使一次只有一個電子發射透過一個間隙,最後螢幕上仍然出現干涉條紋。

這說明電子透過間隙時,同時以粒子和波的形式出現。粒子的內在性質已經被許多實驗所證實,它們同時具有兩個特徵。但是,為了研究更深層次的奧秘,我們需要更仔細地研究粒子的運動過程,所以科學家們在兩個間隙前安裝了探測器,試圖用相機觀察並留下粒子穿過間隙的影象。

在科學家看來,只要在缺口前安裝一個探測器,就可以觀察到電子是如何從粒子態變成波的。有了詳細的觀測資料,或許真的可以揭開粒子世界的奧秘,讓量子力學出現質的提升。

願望是好的,結果卻讓人毛骨悚然。電子發射時,在透過間隙的過程中完全以粒子的狀態運動,後面的螢幕上沒有留下干涉條紋。海浪的特點在哪裡?

當科學家拿走探測器時,電子的干涉條紋又出現了。探測器前後,電子的效能完全不同,這讓科學家們感到十分不解。這是怎麼回事?電子學有沒有意識?不想讓人類去觀察它們,去發現它們背後的奧秘?

我們觀察的時候,電子只是粒子狀的,沒有觀察者的時候,電子是波浪形的。這種不可思議的現象讓科學家們大吃一驚,當實驗結果公佈後,在科學界引起了巨大的轟動。1979年,約翰·惠勒針對這一現象提出了著名的思想實驗“延遲實驗”。

當電子以波的狀態透過兩個間隙時,我們瞬間開啟探測器,就會發現電子的狀態立刻發生變化,只剩下粒子的狀態,波的狀態消失了。這個實驗告訴我們,人類的觀察可以“延遲”電子決策。

電子透過雙縫的事實過去也發生過,但是人類的觀察可以改變過去。“延遲實驗”的提出震驚了整個學術界。如果這一切都是真的,那麼我們需要重新理解我們現在所處的世界和宇宙。也許我們看到的不是真實的世界。因為人類的觀察,世界的本質未必真的出現。我們看到的只是世界的一部分,背後隱藏著另一個真相。

也許是人類的觀察讓我們看到了宏觀世界和微觀世界的巨大差異,從而導致了顛覆我們認知的量子力學現象。但如果不去觀察,就無法真正探索世界的奧秘,讓人心疼。也許隨著人類科技的不斷進步,我們可以有更先進的方法跳過人類的觀察作用,讓人類以第三者的角色躲在幕後,這樣才有可能真正揭開粒子世界的奧秘,發現這個世界的本質。

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