双缝干涉实验很恐怖,为什么有这种说法?该实验(2)
杨的实验让他发现,光会像波一样出现。
来自每个狭缝的光会出现衍射,并于来自另一个狭缝的光进行重叠且相互干扰。
如果说意识会影响结果,可结果在一开始就被定下,那选择是否还有意义?这便是量子力学在今天给人们带来的思考。
任何波都可以产生干涉图案,无论是声波、光波还是穿过水体的波。
而量子态的知识还有系统随时间演化的规则,含进了所有可预测的系统行为。
当我们不去观测它的时候,它是波,当我们观测它的时候,它是粒子。
如果在墙后面设置探测器,旨在光子穿过狭缝后才进行检测,便会得到相同的结果。
当波峰撞击波峰时,它们则会相互放大。
以人类常规的思考逻辑来看,我们一定会不假思索地回答道是意识存在影响了结果本身。
另一个重要问题便是波粒二象性,两人的看法在实验本身和数学定义种出现了分歧。
相关的实践表明,通过双缝隙射出的单个光子越多,探测器在50%的时间里越接近探测到光子。
现代物理学中很少有科学实验像双缝实验这样离谱,它向物理界传达的一个最直接的信息便是:
为了方便理解双缝实验证明了什么,我们得从量子力学中去寻找答案。
二重奏
自英国科学家托马斯·杨在1801年首次进行实验来,这个问题已经困科学家200多年。
这意味着即使光子会以波的形式通过两个缝隙,一旦被检测到,它就不再是波而是粒子状态。
也就是说,粒子其实是波。
可一旦进入量子力学领域,事情便会出现这种诡异的情况。
换位到哲学中,选择意识是否还具备重要性,结果是否重要。
另外波动性的表现不仅在基本粒子方面得到了验证,即便是原子甚至分子更大维度的复合粒子上也得到了验证。
对于光子或电子这样的量子实体,它们虽然也是单个粒子,但如果将它们通过双缝射出一个光子时会发生什么呢?
亮带与暗带的组合便被称为“干涉图案”,这可以在狭缝对面的墙壁或是屏幕中看到。
不仅如此,从另一个缝隙出现的第二波也会坍缩回去,通过另一个缝隙检测到粒子。
1925年,维尔纳·海森堡给马克斯·博恩提交了一份论文回顾,这份论文展示了如何测量亚原子粒子的属性,例如它们的位置、动量和能量。
双缝实验在哥本哈根解释中,玻尔和海森堡为其提供了一种看法。
观察者决定量子实体如何显现,如果我们试图测量一个粒子的位置,那么测量该粒子的位置时,它便不再是波。
此时,粒子的表现会再次在屏幕上形成波状的干涉图案。
也就是说,观测和测量物体的行为不可逆,除非根据物体的测量结果,否则不能将任何真理归因于物体。
量子力学的疑问
显然,波和粒子产生了截然不同的模式,它们本应该很容易地被区分。
当光线穿过狭缝时,每个狭缝都会出现新的光源并在分隔后的另一侧出现。
博恩表示这可以通过数学矩阵来表达,单个粒子有明确的凸形和描述,这为后来的量子力学矩阵描述奠定了基础。
科学家对量子力学的进一步研究产生了“波粒二象性”的概念,这也是量子力学的定义特征之一。
按理来讲,一次发射一个光子,它们之间不应该出现干涉才对。
文章来源:《实验力学》 网址: http://www.sylxzz.cn/zonghexinwen/2022/0815/769.html