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单电子双缝干涉实验

关于量子不确定性原理还有一个著名的实验,叫做单电子双缝干涉实验,虽然这个实验与我们所探讨的平行理论毫无关系,但该实验困扰了很多人,所以我们也尝试着略作分析。

这个实验来源于杨氏光学双缝干涉实验(证明光的波动性),简单来说就是用电子代替光子穿过有两条竖缝的装置投射到光幕屏上时,会呈现出和光一样的多条明暗相间的干涉条纹。但是在双缝装置附近放置一个观测装置时,电子的波动性将会消失,投射在光幕屏上的不再是多条竖纹了,而是和双缝完全对应的两条竖纹。如下图所示:

                    单电子双缝干涉实验

这是一个非常简单的物理实验,然而却令无数科学家无法解释,更有甚者说正是由于人的观察才导致了之前的多条干涉条纹的消失,所以很多人认为这是意识决定了一切,这种结论毫无科学依据,令人不敢苟同。

其实造成电子波动性消失的原因很简单,我们先思考一下人们在观察前后对最初系统进行了哪些干扰?很明显,在双缝屏附近放置了观测装置,而这个装置恰恰把干扰源带入了整个系统。由于笔者不清楚记录器的具体结构,因而无法判断记录器具体会产生何种干扰,但大体不外乎是光子的介入或者这个记录器本身就是个电子设备,拥有一定的电磁场。

假如是光子介入的原因,那么由于电子和光子均属于微观量子,都非常接近于能量态,这些微观量子都具有波粒二象性,即具有能量(波动)与物质(粒子)的双重特性。不过光子本身就属于电磁波的一种,比电子更接近能量态,而电子比光子也更接近物质态。所以当我们进行观测时,电子的波动性被光子的波动性相抵消,或者说被干扰,因此电子无法体现出正常的波动特性,而只能体现出粒子特性,于是投射到屏幕上时,仅呈现出和双缝一致的图案。

假如记录器本身就是个电子设备,那它一定拥有电磁场,该电磁场把电子的波动性抵消或干扰,同样会出现和光子介入一样的图案。事实上电子波动性消失不管何种原因引起,这个实验恰恰是对微观粒子具有波粒二象性的最好证明!假如去除掉干扰源即记录器,电子的波动性会立即表现出来,实验结果一定会立即恢复为以前的样子,即会由两条竖纹恢复为多条明暗相间的干涉条纹。经过试验证明,事实恰恰如此,撤掉观测用的记录器后,干涉条纹立即恢复原貌!所以,我们前文的分析很可能就是这个实验的真实答案,相信不久的将来就会得到理论验证的。因此,对于某些人士以量子不确定性现象来证明意识决定一切的观点不值得一驳。

综上所述,量子的不确定性原理是个伪命题,所有量子态的微观粒子都是客观存在着的且是位置确定的!之所以我们无法确定,是因为我们人类对第四维度没有感知能力。对于电子双缝实验产生的误区主要还是我们对微观世界认知不足而造成,那些认为人的意识导致干涉条纹发生改变的观点完全是无稽之谈。

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