tft每日頭條

 > 生活

 > 量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎

生活 更新时间:2024-08-20 05:19:04

在遙遠的18世紀,物理學界對光到底是一種波還是一種粒子産生了分歧,到了19世紀末20世紀初,波動派和粒子派都發展出了一套理論,每一派都堅信自己的理論才是正确的,但後來的事實卻打了臉。

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎(什麼是雙縫幹涉實驗)1

因為在1961年,物理學家克勞斯.約恩松率先開創了雙縫幹涉實驗,用于檢測光子的物理行為,也就是說這個實驗能親眼看到光傳播的過程,進而判斷出光究竟是粒子還是波,徹底終結波粒之争。

按照實驗開始之前的設想,如果光是粒子的話,它就會筆直地從兩條縫隙中穿過,由于其他光子都被擋闆擋住了,所以會在擋闆背後的屏幕上形成兩道杠。

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎(什麼是雙縫幹涉實驗)2

如果光是一種波,當光穿過兩條縫隙時會分裂出兩條波源,這兩條波源如同水面的波紋一樣,會各自震蕩然後發生交涉,最後在屏幕上形成斑馬線似的幹涉條紋。

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎(什麼是雙縫幹涉實驗)3

在這次的實驗中,光穿過擋闆的縫隙在屏幕形成了幹涉條紋,這種一目了然的局面表明了,光就是一種波。

于是粒子派不高興了

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎(什麼是雙縫幹涉實驗)4

1974年,皮爾·梅利在米蘭大學的物理實驗室再一次進行了嘗試,不同的是他這次一次隻發射一個光子,一個光子一次隻能通過一個縫隙,不會産生兩個波源,進而也就不可能産生幹涉條紋了。

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎(什麼是雙縫幹涉實驗)5

但在一個個發射了70000個光子之後,它們居然又形成了幹涉條紋,而且在高速攝像機的鏡頭中,光子确實每次都隻通過的一個縫隙,但最後的結果卻是出現了幹涉條紋,為了進一步探究,後來的攝像機直接裝在了縫隙處,這樣一來就能看出來它到底走了哪條縫隙。

然後物理學史上最離奇的事發生了

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎(什麼是雙縫幹涉實驗)6

當科研人員具體觀測它走的是哪個縫隙,以及如何自己和自己幹涉時,光不再是一種波,而變成了鮮明的粒子性,在背景闆形成了刺眼的兩道杠。

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎(什麼是雙縫幹涉實驗)7

完全相同的實驗過程,不同的隻是攝像機的位置,但卻産生完全相反的實驗結果,這意味着在這個實驗中,人類以及攝像機這種觀察者的存在,是會改變實驗結果的,更進一步來說,如果這些光子是人的話,隻有你看它們的時候他們才是個人,而一旦移開目光他們就會變成别的什麼東西,這種變化完全取決于有沒有觀察者。

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎(什麼是雙縫幹涉實驗)8

為了解釋這樣詭異的現象,多位科學家聯合提出了哥本哈根解釋,其中較為著名的就是量子的疊加态與量子坍縮。

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎(什麼是雙縫幹涉實驗)9

疊加态意味,當一個光子被打出去後,它既穿過了左邊的縫隙,也穿過了右邊的縫隙,它同時存在于兩個縫隙之間,直到打在背景闆能夠被觀察到的一瞬間,它的狀态最終被确定下來,也就是坍縮成了一種狀态。

除了疊加态外,還有一種量子平行宇宙,也能導緻波粒二象性的産生

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎(什麼是雙縫幹涉實驗)10

在量子平行宇宙,也就是多宇宙理論中,每一個微小的随機事件都會帶來不同的平行宇宙,随着量子态的疊加和坍塌,不同的平行宇宙會越來越多,就好像下圍棋一樣:當我們下第一個棋子時,有361種選擇,也就是會分裂出361個平行宇宙,我們随自己的選擇踏上了其中的一個。

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎(什麼是雙縫幹涉實驗)11

在下第二個棋子時,又會産生360步走法,同時帶來360個不同選擇的平行宇宙,而這些都建立在第一步已經分裂的361個宇宙下。

按照多元宇宙理論,人類本身的抉擇也能一刻不停分裂出更多的宇宙,比如在這一刻這個世界的你決定看了這篇文章,而另一個世界的你沒有看。

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎(什麼是雙縫幹涉實驗)12

可能你某一次在店門口徘徊時,某一個宇宙中的你選擇買了,另一個宇宙則沒有買,在那個沒有買的宇宙你繼續着普通的生活。而在選擇買的宇宙中,你因為具體要選什麼号碼分裂出了更多的宇宙,可能在其中一個宇宙,你已經是一位千萬富翁。

量子雙縫幹涉實驗科學界有解釋嗎(什麼是雙縫幹涉實驗)13

此時我們身處這個宇宙,人類文明還存在着,但可能在某個宇宙,人類文明已經因為核戰争而不存在了。

歸根結底

此刻的狀态隻是一種偶然,是無數種選擇和結果中的一個。

,

更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!

查看全部

相关生活资讯推荐

热门生活资讯推荐

网友关注

Copyright 2023-2024 - www.tftnews.com All Rights Reserved