雙縫幹涉實驗為什麼讓人恐懼?光的波粒二象性這就是著名的雙縫幹涉實驗(單電子雙縫幹涉延遲實驗),被美國《物理世界》雜志評為十大經典物理實驗之首,被很多人認為是“最令人毛骨悚然的科學實驗之一”,今天小編就來說說關于雙縫幹涉實驗為什麼讓人恐懼?下面更多詳細答案一起來看看吧!
雙縫幹涉實驗為什麼讓人恐懼
光的波粒二象性
這就是著名的雙縫幹涉實驗(單電子雙縫幹涉延遲實驗),被美國《物理世界》雜志評為十大經典物理實驗之首,被很多人認為是“最令人毛骨悚然的科學實驗之一”。
在18世紀,光是波還是粒子,一直都是當時物理學家們激烈争論的核心議題,在那個時候,在超級學霸牛頓的壓制下,波動說是沒有發言權的。直到19世紀初,英國物理學家托馬斯.楊就觀測到将光束照射于兩條相互平行的狹縫,在探射屏顯示出一系列明亮條紋與暗淡條紋相間的圖樣,這實驗确切地證實了光的波動性質,為以後确認光的“波粒二象性”奠定了堅實的基礎。
楊氏雙縫實驗
在經典力學裡,雙縫實驗又稱為“楊氏雙縫實驗”,專門演示光波的幹涉行為,是因物理學者托馬斯·楊而命名,這個試驗過程一點也不奇怪,也沒有什麼值得特别關注的地方。
在量子力學中,雙縫實驗也可以用來檢試像中子、原子、分子等微觀物體的物理行為,現代科技水平已經能夠制造可靠地發射單獨電子的物理儀器。
楊氏雙縫實驗
實驗中值得注意的是,當探測屏累積很多次電子沖擊事件之後,會顯示出熟悉的幹涉圖樣;單獨電子似乎也可以同一時刻通過兩條狹縫,并且自己與自己幹涉。這解釋并不符合我們日常生活中觀察到的離散物體的物理行為,人們不可能目睹一隻老虎在同時刻穿越兩個并排的火圈。可是,從原子到更複雜的分子,這些微觀粒子都會産生類似現象,這讓人很難以理解。
這還不是讓人害怕的地方,這個試驗更玄、更颠覆常識的事情還在後頭,不僅令科學家們感到更疑惑,還令人細思極恐。
電子雙縫幹涉實驗
1974年,在意大利米蘭大學的實驗室裡,梅裡教授進行了一次電子雙縫幹涉實驗,與往常不一樣的是,梅裡教授在雙縫的入口安裝了極高清的攝像頭,試圖直接觀察到電子的運動情況,拍攝單個的電子是如何同時穿過雙縫而形成幹涉的。隻是令梅裡教授沒有想到的是,他的這一舉動,讓這個試驗出現了詭異的事情,從而形成了震驚了整個科學界的實驗結果。
教授按照步驟将電子一個一個地個發射,通過兩條縫隙,然而教授在探測器中發現,電子的自我幹涉和相互幹涉似乎都停止了,電子如平常人想象的預想的一樣,直線的通過雙縫,并在擋闆上留下了兩條平行、對應的亮紋,并沒有出現幹涉圖樣。
電子雙縫幹涉實驗設備
量子态
教授實在想不出什麼地方出了差錯,于是他将攝像頭關閉後,重新做了一次實驗,這個時候探測器上卻出現了很多相互幹涉的條紋,教授有些疑惑,于是又啟動了攝像頭,但是幹涉條紋又神秘消失,教授在這一天做了很多次這樣的實驗,越做越害怕。
後來梅裡教授将這個實驗的結果寫了一篇文章發表後,無論誰做這個試驗得到的結果都和梅裡教授一樣,也同樣讓實驗者害怕。因為這隻有一個解釋,被觀察的電子(原子或分子)是有意識地,它們知道有人在觀測它們,并且有意識地不讓人觀測到它們,在它們面前,因果定律似乎不再管用。
為什麼會有這樣讓人恐怖的實驗結果,到現在為止,沒有科學家能夠解釋清楚,背後的真相是什麼我們不得而知。也許随着科學的進步,總會有那麼一天能夠解開這個奧秘。
最後寫下一句:“當你睜開眼睛時,世界因為你的睜眼而改變。”
您認為這個實驗說明了什麼?歡迎留言讨論。