双缝干涉实验究竟有多可怕,为什么它颠覆了人类对世界的认知?
为什么说双缝干涉实验让人感到可怕?因为当你了解之后,会发现它完全颠覆了我们对世界的认识,并且重新思考现实的本质。那么双缝干涉实验究竟可怕在哪里呢?
双缝干涉实验其实就是为了验证光到底是波动性还是粒子性,当时科学界为了争论光子究竟是光还是波,分为了两派人,一派人认为光子是粒子,另一派人认为光是波,于是就做了这样一个实验,就是在一个光源和探测屏之间,放置有两个狭缝的挡板,然后发射光源从狭缝穿过投射在探测屏上。
假如屏幕上出现两个条纹,说明光子是粒子,如果出现干涉条纹,说明光是波。当实验开始之后,科学家发现屏幕上出现了多个干涉条纹,这说明光通过狭缝会形成一系列的波峰和波谷,然后波峰和波谷在屏幕上相遇干涉,从而产生了交替的条纹。由此证实光是一种波。
不过双缝干涉实验虽然证实了光是一种波,但是有科学家仍然相信光是粒子,并认为如果改成单个光子发射,必定是两个条纹,于是科学家又以单个光子进行实验,发现即使一个个发射,屏幕后还是会逐渐形成干涉条纹。这表明光子并非简单地穿过其中一条缝,而是表现出像波一样的行为,
要知道产生干涉条纹必须有两个狭缝,而单个光子要么是左要么是右,光子不可能同时进入两个狭缝与自身干涉吗?为了解决这个问题,于是科学家又在挡板旁边放置路个检测装置,当科学家试图通过观察光子到底通过哪一条缝时,干涉条纹居然消失了,屏幕上只剩下两条明显的斑点。光子又变成了粒子态。
双缝实验证明,光和微观粒子既表现出波动性,又表现出粒子性。这种“波粒二象性”是量子力学的核心概念。不过双缝干涉实验最让人惊讶的并非是发现光子具有波粒二象性,而是实验揭示微观粒子的行为会因“是否被观察”而改变。粒子似乎能感知到是否有人在测量它,从而改变其状态。
也就是不观察光子,它会像波一样扩散,而如果用仪器观察,它就会像粒子一样,这就是双缝干涉实验的可怕之处,它完全击碎了我们对现实的固有认知,因为在微观世界中,粒子居然可以处于叠加态,也就是说粒子在到达屏幕前,并不是以确定的轨迹移动,而是以“概率波”的形式存在。只有在被测量时,粒子的位置才会“坍缩”到一个具体的状态。
可以想象量子世界是如此的诡异!它揭开了微观世界中经典物理规律失效的面纱,
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