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科学的尽头讲玄学——恐怖的量子力学双缝实验,终极的科学尽头


古人常说“天机不可泄露”,总有一丝不可违背的天机不可预测,听到这些,你也许会嗤之以鼻,笑谈而已。

如果这句话,是数代科学界大佬通过具体实验发现的,你敢相信吗?如果这些历代诺贝尔学奖的科学界顶端大佬,说宇宙是不完美且存在漏洞的,甚至于有些地方是不可观测的,你敢相信吗?

双缝实验恰恰就是一个发现漏洞的实验,也是科学界一直以来最大的玄学!

   
        

Q

双缝实验是什么?意义在哪?

A

双缝实验,是量子力学里用来研究微观物体的实验。直白来说,是科学界用来研究组成宇宙的基本元素的,也就是探索宇宙,甚至于解读宇宙

古代先贤是将其依托于河图洛书、干支五行、六十甲子等等名词为代表,去研究探索宇宙运行。

现代科学家,是以更“科学”的方式,以爱因斯坦提出的量子力学为代表名词,去研究宇宙。今天我们要讲的重点,并不在此。我们主要来看双缝实验。

双缝实验常识

首先大家有一个常识,一束光如果透过一个只有一条缝的隔板,你能在后方观测屏上看到透过来的一束光。如下图中间观测板所示。


按照道理,如果让它透过一个拥有两条缝的隔板,应该是两个单缝的总和才对。
可实际上并不是如此,而是像下图一样,会产生最后这种明暗相间的光图。我们称为,干涉条纹。


这个实验并不稀奇,就好比你往河里扔一块石头,水面就会产生波。如果同时扔两块,那么两者会互相影响。相反的会抵消,越来越弱;相同的会增强,越来越强。

这无非能证明,光是具有波动性的。在传播过程中,这些组成光的粒子会互相影响,所以才产生了这种明暗相间的干涉条纹。诡异的事情,发生在后续的研究实验中。


   
       

一颗球同时进俩球门

既然双缝实验最终的结果是干涉条纹,也许是一束光的粒子太多,他们在互相影响。就好像你打台球,头一杆开出去,进了好几个球,毕竟球多。


现在我们用技术设备,将电子一个一个打过去,就好比踢足球,全场就一个球。神奇的事情发生了,即便是将电子一个一个打出去,通过双缝之后,依然产生了干涉条纹。


大家可能一时间无法理解,简单一句话来说,就等于是,你踢足球在射门,一脚踢出去,结果竟然是两方球门都进球了!


也就是说,即便只有一个电子,它竟然同时穿过了两条缝,然后最终依旧产生了干涉条纹。

   
          

上帝不会让你知道他

这种结果,引起了大家的震惊,同时也引起了大家的兴奋。
于是,科学家们在最后方的观测屏这里,加了一个监测仪器,就是加了一个监控摄像头,希望能够看到全过程。到底,一个电子是如何同时通过两条缝的,这个过程是怎么发生的。


而诡异的事情,就在此时发生了。当科学家们把这个监控仪器放进去以后,这种明暗相间的光谱消失了,取而代之的正是两条单缝的光谱总和!而当把监控撤掉以后,这种明暗相间的光谱情形又出现了。


这种结果让当时的科学界一片哗然,大家不禁有一种后背发凉的感觉。这是不是代表着,冥冥之中有一双眼睛,在监视着我们的一举一动。所有的一切都是设定好的,而如果我们试图去找这双眼睛的时候,连原过程都被抹杀掉了,本应产生的结果凭空消失了?

   
          

再次升级寻找漏洞

像大家现在的猜测一样,科学家们也寄希望于,肯定是监测仪器影响了这个结果。否则,这种实验结果实在让人难以接受。
但是,大家要知道当时的这批人,都是世界顶尖的科学家,称他们是世界上最聪明的那批人也不为过。
于是,他们把这个实验升级了。这个升级实验,叫做双缝擦除实验。


简单概括一下:我们一旦开始观测这个“事实”,这个“事实”就不再发生。就好像是背后的这双眼睛,意识到我们在观察他,于是他把这一切都抹去了,让这件本应发生的事完全不再发生。
如果,我们能够做到,骗他一次,使用技术手段,将我们的观测痕迹,全部抹除,假装我们没有在观察他,这样是不是依旧还能得到原有光谱呢?是不是就依旧能观测到过程又能看到结果呢?

   
          

双缝擦除实验

于是,就产生了这次的双缝擦除实验。不再直接去观测,而是间接观测。我们用仪器,直接把光子分解成两个,一个中间加双缝,一个中间不加。这两个纠缠的光子,是互相影响的,如果一个向上偏振,另外一个就一定往下偏振。反之也一样。

那么通过这种手段,我们只需要在最后放一个检测仪器,能够知道最后的偏振方向,就完全可以推导出来光子到底穿过了哪条缝。这种方式成功了,成功知道了光子是从哪条缝出来的,但是干涉条纹消失了。


此时,科学家们做了一个大胆的尝试——抹除痕迹!本身上下偏振,我们能立刻知道从哪条缝通过。现在直接改成斜着的偏振方向,故而我们无法判断到底是顺时针还是逆时针,也就代表我们不能再知道其通过途径,然后继续做这个实验。
这个时候,神奇的事情又发生了,原先的干涉条纹又再次出现了!
即,当我们无法真正观测到它的时候,它原本的结果又出现了!

   
          

务必二者选其一

通过以上实验,我们得出一个结论。一旦你知道它通过哪条缝,干涉条纹会消失;反之如果不能知道它通过哪条缝,干涉条纹会回来。


这就是玻尔的互补原理。两者你只能选择一个,不能在同一时间都拥有。观测到了过程,原先预定的结果就不会发生;如果预定结果要发生,这个过程你永远不能勘测到!

如果两者都要,那么两者都会被打乱!

物理学家爱因斯坦


上帝不会掷骰子!

物理学家玻尔


你不要管上帝做什么!


笔者终评

双缝实验,只是科学界的一个缩影,与此类似的情况,不计其数。

对于科学的认知,我们大可以认为,还远没有达到尽头,还有很多尚可探索的东西。哪怕我们现在还无法解释,甚至完全无法认知。但是,我们都坚信未来一定可以逐步探索出来。

对待科学尚且如此,为何就必须要求易学尽善尽美。稍有一丁点不能马上让你满意的地方,就立即打入糟粕学说之中。

为什么,这门学问就不可以再研究、再发展、再完善呢?

这也是笔者本次花费无数时间精力,来搜寻写作这篇文章的最终目的。

希望大家,对任何一门学说,都能保有尊重。喝咖啡骂人未必高雅,吃大蒜也未必低端。



<点水壶给小树浇水>

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