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有史以来最“诡异”的科学实验,让爱因斯坦怀疑世界的真实性

一个简单的高中物理实验,让科学界形成了两大对立派,斗争了几十年。

就连爱因斯坦从此都开始对这个世界产生了怀疑。他不知道我们所生存的这个世界,到底是一个真实存在的世界,还是一个虚拟的世界。

当你在夜空中抬头看月亮的时候,这个月亮是真实存在的吗?他是一个真实的物体,还是一个虚幻的景象?这个实验就是我们在之前提到过的双缝干涉实验。

大家好,今天我们一起来揭秘这个让人匪夷所思的实验。到底是什么原因让科学家在这个实验中对世界产生了怀疑?在做实验的过程中,他们到底遇到了什么不可思议的现象?还是老规矩,点赞关注,安排上,我们开始今天的话题。

上高中的时候,学理科的同学,大家还记得物理老师曾经在讲光的一段内容的时候,说过这样一句话。老师说光具有波粒二象性。

当我问到老师光具有波粒二象性是什么意思的时候,老师只是简单地解释了一下,说是光既具有波的性质,也具有粒子的性质。大家不要去深挖这个原因,到底是什么实验给出的结论。只需要记住光具有波粒二象性就可以了,考试的时候把波粒二象性这几个字填到答案里。

直到现在我才明白,就连爱因斯坦和牛顿,赫兹,麦克斯韦这样伟大的物理学家都弄不清楚的事,更何况去问一个普通的高中物理老师。

120年前的12月12日,马可尼第一次接收到了横跨大西洋的无线电信号,当时他感觉到异常的兴奋,但是他万万没有想到的是在100年后的今天,通信可以改变我们世界。

2016年8月16日,我国发射了世界第一颗量子通信卫星墨子号。同样,我们也对未来的世界充满期待,我们也不知道。量子到底可以把我们这个世界变成什么样子的?因为面对量子的研究,我们到目前为止依然只是刚刚起步。

而这所有的一切,都要追溯到20世纪的双缝干涉实验。光的本质引发了科学界几十年甚至上百年的战争。并且到了20世纪初的时候形成了两大对立派,一派是以爱因斯坦,牛顿,普朗克为首的众多科学家。

也就是光是粒子的粒派科学家。他们认为光就是由无数个粒子所构成的,当一束光被射出的时候,它就像是一个炮弹被射出来一样,在内部有无数个光子向远方射去。

而另外一派则是由惠跟斯,麦克斯韦,赫兹等众多有名的科学家组成的派系。他们就是波派的支持者。波派的科学家认为,光就是由波组成的。光从近处往远处传播的时候,就像是往河里投石块所产生的波纹一样。

并且有一个很现实的问题,面对着所有的科学家。只有当光是波的时候,才可以完美地解释大自然中所有的干涉,衍射,偏振等等一系列在之前不可解释的现象。

就这样波派与粒派斗争了几十年,两家水火不容。相互讽刺。

直到20世纪初的时候,处于中立派的科学家,开始当起了和事老,他们想要停止波派于立派的斗争,让他们握手言和,所以决定做一个有关光的本质到底是什么的实验。

但是让人万万没有想到的是,就是这样一个简单的实验,最终得出的结论,却让人匪夷所思。也可以用灵异来描述。甚至让爱因斯坦对这个世界产生了怀疑。

为了让两派的科学家停止斗争,处于中立派的科学家,开始做他们所说的双缝干涉实验。

这个实验特别的简单,接触过中学物理基础的朋友们,应该都听说过这个实验。这个实验器材一共由三部分组成。一个是可以发射光子的机枪。一个是开了两条缝隙的挡板,而最后一个则是用来投影的屏幕。

实验开始后,科学家发射光子的机枪对着两条缝隙的挡板开始扫射。然后光子会透过挡板的两条缝隙,最后打在后边的屏幕上。并且留下光斑。

最初参与这个实验的科学家猜测,出现在挡板的现象无非只有三种,第一种,假如光的本质是粒子,那么出现在后边屏幕上的光斑则会表现出两条光斑的样子。第二种,假如光的本质是波,那么出现在后边屏幕上的光斑则是多条光斑。

这个现象,大家应该也可以理解。我们举一个日常生活中最简单的例子,你往河里投一块石头,那么这块石头投进河里所产生的波纹则是一圈又一圈的圆形,然后逐渐的向外扩散。

而如果你往河里同时投入两块石头,那么此时就会以两块石头为两个中心点向外扩散许多个圆。并且两个石头所产生的波纹,不断地会相交。

在波纹产生的这一范围,横向画一条横线。那么在这条横线上,就会出现多个相交的部分。这些相交的部分,因为两个石块的不同,它们有的会向上震动,有的会向下震动。所以就形成了有的相交点,震动幅度大,有的相交点会抵消波纹。

双份干涉实验的结果,也和这个投石块的实验类似。从两个缝隙射出去的光,可以作为两个中心点。所以如果光的本质是波的话,那么在这个后边的屏幕上就会出现多条光斑,科学家猜测的第三种结果就是光既是粒子,又是波子,那么在后边的屏幕上,就会出现以上两种实验现象。

总之,这一次实验的根本目的,中立派的科学家,就是为了让粒派科学家和波派科学家握手言和。

但是实验结果却让爱因斯坦特别的苦恼,出现在屏幕上的光斑竟然是斑马线的条纹,这也就意味着光的本质是波。

此时的波派科学家立刻得意洋洋,但是以爱因斯坦为首的立派科学家,从来都是一个不服输的团队,他们自然也不会承认这一次实验的结果。

于是又进行了第二次实验,第二次实验和第一次实验不同的是,一次只发射一个光子。也就是他们在实验开始之前,把发射光子的机枪调成了点射模式,一次只能射出一个光子。但是不可思议的是,最后在屏幕上出现的现象,竟然还是斑马纹。

这就无法解释了,在这里先给大家抛出一个疑问:大家觉得第二次实验有没有什么匪夷所思的地方呢?

正当波派的科学家再次得意洋洋的时候,爱因斯坦却提出一个让他们都无法解释的难题。一个光子,为什么还会出现斑马条纹?按理说,一个光子一次发射,只能穿过一个条纹,但是像这种斑马条纹的现象,是两个光子干涉之后所产生的现象,这又该怎么解释?

难道是一个光子在穿过缝隙挡板前,它自己悄悄地分裂成两个光子了吗?

面对爱因斯坦的提问,波派科学家无言以对。他们也无法解释爱因斯坦的这个疑问,只是一口咬定光的本质是波。但拿不出实质性的证据。所有的谜团,越想疑问就越多。

于是,两派的科学家又开始进行了第三次实验。这一次实验,所有的科学家更加关注的是光子在穿过挡板之前,到底是否会分裂,进而解决爱因斯坦所提出的困惑?

他们为了更清楚地观察实验结果,在挡板的左右两方各加了一个摄像头。哪一个摄像头可以观测到光子,说明光子就穿过了哪条缝隙?并且这一次实验依然还是采用点射的模式,一次只发射一个光子。

实验结果大家清楚地知道,可以观测到。穿过挡板的光子并没有发生分裂。并且可以肯定的是,光子在穿过挡板之前,它就是粒子。但是在穿过挡板的缝隙之后,就变成了波,也同时表现出了波的性质。

第三次实验之后,两派的科学家握手言和,他们给出了波粒二象性,光既有波的性质,也有粒子的性质,但是接下来不可思议的现象发生了,也是有史以来所有的科学实验中最灵异的事件出现了

投在屏幕上的斑马线条纹不知在什么时候,竟然悄悄地变成了两条竖杠的样子。这就无法解释了。

加了摄像头和没加摄像头,实验结果却出现了令人颠覆三观的结果。没有摄像头,光就是波。屏幕上的条纹,也是斑马线的条纹,而加了摄像头,光就是粒子,投在屏幕上的条纹变成了两条竖杠的条纹。

在场的所有科学家,顿时感觉自己被实验欺骗了,改变了所有人的传统认知。就连爱因斯坦都开始怀疑,我们所生活的这个世界,它到底是一个真实的世界吗?我们眼睛所看到的这一切,真的是确确实实存在的事物吗?

虽然结果让大家不可思议,但是处于中立派的科学家做这个实验的目的也算是达到了。波派的科学家和粒派的科学家开始握手言,从此以后,他们需要面对的,并不是光的性质是什么,而是出现第三次实验的现象,到底是什么原因造成的?

说到这里,大家可能会感觉到云里雾里,我们举一个生活中常见的例子,也许就会一目了然,拿我们平时看电视,看足球直播来举例子。当一个足球运动员快要射门的时候不可思议的现象就发生了。

在射门前,如果让大家猜测这一颗球是否能踢进球门,如果让球迷来分析的话,大家可能会分析,这个球是哪位运动员发射的,如果是球队的主力那么进球的可能性会大一些。

但是让科学家来分析这个球是否被踢中的话,那么科学家就会从球的角度,踢球的力度来进行分析,这些都是从我们现实世界,最传统的认知来评价这个球是否被踢中。

但是如果按照双份干涉实验的角度来分析这个球的话,那么此时就不可思议了。这个球是否被踢中,完全取决于我们的眼睛,你如果看的话,这个球就被踢中了,如果你不看的话,那么这个球就没有中。这个球中不中?还能取决于我们观测者的意识吗?我们的眼睛,难道也可以决定直播的现场吗?

科学家为了进一步验证这个实验的结果,后来又做了多次实验,最后得到的结果却依然不可思议。好了,本期话题就到这里了,你认为我们这个世界是真实存在的吗?你眼前所看到的一切,真的是由你的意识,你的视觉所造成的吗?欢迎大家在评论区留言讨论,我们下期再会。

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