简而言之,这个实验的恐怖之处不是光子是有意识的,而是在量子场中,现有的非黑白物理学将崩溃,这将是新的物理学。想象一下,我们的观察将导致微观世界的变化。恐怖并不可怕,或许我们观察到的微观世界是崩溃后形成的公式。谁知道什么电子在原子核周围运动,你以为你在中学就学会了做圆周运动?也许不是。量子崩塌之前存在的是概率。
你觉得这很糟糕吗。许多人说双缝干涉实验很糟糕。事实上,双缝干涉实验并不可怕!只有那些无法解释的人才会头疼。参考阅读:为什么双缝干涉实验很可怕?恐怖在哪里?1801年,英国医生托马斯?杨的双缝干涉实验。在双缝干涉实验中,在光源前面放置一个带有两条缝的不透明挡板,在挡板后面放置一个可观察的背景。
当我们打开光源时,我们会在背景上看到明亮和黑暗的条纹。这是一个简单的双缝干涉实验。这个实验证明光是波!因为只有波特干涉发生在光线穿过两个缝隙之后,所以对向波被抵消,对向波被增强,从而在背景上形成亮条纹和暗条纹。(日常生活中的主动降噪耳机利用这一原理来抵消声波相反的噪声)光的双缝实验是量子力学中的一个重要实验,它是研究光是粒子还是波的一个重要实验。
结果是,如果人们不观察,光将显示出波动特征,如果他们观察,光子将显示出粒子特征。这是因为当所有的观察设备(人眼或显微镜)观察实验时,它们自身发出的光子会影响实验结果。人眼发射的光子和显微镜发射的光子之间的纠缠也可能会影响双缝干涉实验的结果,这会让人对实验感到恐惧。1979年,为了纪念爱因斯坦诞辰100周年,在普林斯顿举行了一次研讨会,惠勒在会上提出;?延迟实验?;通过一个戏剧性的思维实验,惠勒指出他进一步思考了电子的双缝干涉,并指出我们可以;延迟?;电子决定使其在实际通过双缝屏幕后选择是通过一个缝还是两个缝。
颠覆认知的量子实验,现在可以影响过去,我们该如何理解宇宙?
很多人说双缝干涉实验恐怖,其实,双缝干涉实验并不恐怖!只有无法解释的人才会头疼。参考阅读:《为什么说双缝干涉实验是恐怖的?恐怖在哪里?》 如图,1801年英国医生托马斯—杨的双缝干涉实验。
1979年为纪念爱因斯坦诞辰100周年而在普林斯顿召开了一场讨论会,会上惠勒提出了"延迟实验"的构想,惠勒通过一个戏剧化的思维实验指出,对电子的双缝干涉进行了进一步思考,并指出我们可以"延迟"电子的决定,使得它在已经实际通过了双缝屏幕之后,再来选择究竟是通过了一条缝还是两条。
这个实验的基本思路是用涂着半镀银的反射镜来代替双缝,一个光子有一半可能通过反射镜,一半可能被反射(请注意半个光子的概念),这是一个量子随机过程,和双缝本质上是一样的。
惠勒后来引用玻尔的话说:任何一种基本量子现象只在其被记录之后才是一种现象,我们是在光子上路之前,还是途中做出决定,这在量子实验中是没有区别的。
历史不是确定和实在的——除非它已经被记录下来。更准确地说,光子在通过第一块透镜到我们插入的第二块透镜之间'到底'在哪里,是个什么,是一个无意义的问题,我们没有权利去讨论它,它不是一个'客观真实'!
事实上,惠勒的延迟实验和哥本哈根解释、费曼解释或多世界解释一样,只考虑了一颗光子如何同时穿过两条狭缝的问题,而对两颗光子如果产生干涉条纹的问题采取回避态度,原因是根本无法解释产生干涉条纹的形成原理。
简单地说,实验的设计者惠勒在实验的后半段插入或拔出那块半透镜,就相当于接通或断掉这个光路。当半透镜插入,两路光接通,产生干涉。事实上,这块半透镜相当于双缝干涉实验里屏幕的角色;拔出半透镜,两路光各自传播。
惠勒延迟干涉实验真正恐怖的地方是科学范式出现问题。现在,物理理论不再是基于客观现实,不再是从自然现象中发现规律,总结出因果逻辑关系,构建理论。现在的所谓现代物理理论是先构建理论,再寻找所谓的证据来验证理论。
我们身处在同一个宇宙,所以,我们只需要一种可以解析所有疑惑的物理理论,这个物理理论必须没有逻辑矛盾和逻辑缺陷,可以完美地描述我们这个宇宙的运作细节,并以此为基础展望宇宙的未来。真相总是朴实的,真理总是简洁的。有时,对有些问题,我们并不缺乏揭示真相的能力,更多的时候我们缺乏的是面对事实的勇气。
在民间有这样一句话:遇事不决,量子力学,量子力学就像是一个从影视剧里走出来的绝世高手,可以飞檐走壁可以上天入地,但是量子力学的这种能力在现代社会是那么格格不入,你见过真正会轻功的人吗?他可以在天上飞来飞去。你见过可以在水上漂的人吗?他可以在水面上来去自如。这些在我们现代人的眼里都是不可能,就如量子力学刚出现的时候,尤其是在哥本哈根派对量子力学一番诠释之后,让爱因斯坦等一种老牌物理学家大为恼火。
在哥本哈根派对量子一次次诠释中,爱因斯坦等一众科学家也在和哥本哈根派持续地在较量着,最经典的就是爱因斯坦等三位科学家提出的思维实验量子纠缠,以及薛定谔提出用来嘲讽量子力学的“薛定谔的猫”思维实验。当然最后的结果大家都应该很清楚了,量子力学一次次的站稳脚跟,发展成为和相对论比肩的的物理学支柱。
今天就要来说一下这个颠覆因果关系的量子力学双缝干涉延迟实验,关键的两个字是“延迟”!
1、先来介绍光的双缝干涉实验
光的干涉实验在高中的物理课上就已经学习过了,这个实验最早由托马斯·杨完成,这是一位涉猎广范的巨匠,既是医生又是物理学家。实验过程也很简单光源发射出光线通过两条缝隙,之后在后边的屏幕上出现一系列明、暗交替的条纹,这个实验在证明光的波动说,光是电磁波就会出现干涉条纹。
这只是从宏观角度上来看很好理解,但是当量子力学介入进来,再去从微观角度看待这个问题的时候,你就会第一次发现比较诡异的事情。根据量子力学光可以看成一份份的能量也就是光子,那么单个的光子是通过哪条缝隙?
这个问题就像是平地起惊雷一样,因为真的很难去回答。两条缝隙这个光子是如何去选择通过哪一条的哪?光子又没有意识。当大家都很费解的时候有人站了出来,以丹麦物理学家玻尔为首的哥本哈根学派对这个问题给出了答案:光子既不是通过左缝,也不是通过右缝,而是同时通过了左缝和右缝。
无法想象这个问题吧!光子怎么可能同时通过两条缝隙?还有更加神奇的事,当科学家们验证观测光子到底通过哪条缝隙的时候,忽然发现干涉条纹消失了,光子就像是有意识一样,你一观测我我就不干涉了!哥本哈根派提出了他们的理论,不确定性原理,当对量子进行观测它们的状态会发生坍塌的。
2、双缝干涉延迟实验
这个实验是爱因斯坦的同时约翰·惠勒,在纪念爱因斯坦诞辰100周年的一场讨论会上提出来的,是在双缝干涉实验的基础上完成的。简单理解就是让电子通过双缝屏幕之后,再来选择它究竟是通过了一条缝还是两条。
按照量子力学的说法激光源发出光子后经过P半透镜同时从两个线路而来,最后经过两个全反射镜发生干涉现象。在A和B反射镜出加入探测器,当在确定光子已经通过A和B反射镜后,再去决定是否在结尾处加入探测器,这就导致了一个结果:我们现在的行为或者决定导致了过去的事情发生变化。
3、结论
那我们现在所看到的宇宙是真实的样子吗?还是因为我们的观测行为存在,对过去产生了影响,才导致宇宙是我们目前所看到的模样。
量子力学中的延迟实验貌似打破了经典世界中的客观因果关系,虽然量子力学一次次地刷新我们的认知,但从理论上、实验上来看量子力学目前还是正确的。
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本文概览:简而言之,这个实验的恐怖之处不是光子是有意识的,而是在量子场中,现有的非黑白物理学将崩溃,这将是新的物理学。想象一下,我们的观察将导致微观世界的变化。恐怖并不可怕,或许我们观察...
文章不错《双缝干涉实验是什么?》内容很有帮助