让物理界困惑一个世纪的诡异现象,让爱因斯坦困惑不已

时间:2019-08-24 来源: 佛学

  2019-08-18 07:21:24 下雨的夜晚

  量子力学中的量子纠缠表明,两个微观粒子可以在瞬间产生互动,哪怕是相隔十分遥远,速度是瞬间的,远超光速,这已经很让人觉得难以置信了,但微观世界还有更奇怪的事情,最著名的一个量子物理实验表明,一个物体能同时出现在两个地方,这让伟大的爱因斯坦都感到困惑。

  在极小的尺度里,不仅信息传播速度超过光速,而且人类的观察似乎能决定结果。在量子力学里,你观察与否,结果的表现会截然不同,这个深奥的结论原子双缝干涉实验。

  

  一个世纪前,科学家开始了首次实验,让电子穿过有两道狭缝的金属板,电子通过狭缝投射到后面的屏幕上。我们都知道电子是粒子,正常情况下屏幕上会出现两道狭缝,这与我们在现实中的理解一样!

  但实验结果出于意料,屏幕上出现的是多条条纹,类似波的干涉条纹,这让人百思不得其解。电子在撞击屏幕之前还是粒子,但从屏幕上的团来看,好像单一的电子在同一时刻通过了两条狭缝!难道微观粒子不由自主地克隆了自己?

  

  经过多年的研究,科学家阿门还不能确定到底是什么原因。在量子世界,一个物体可以同时存在于多个地方。为了理解这个令人惊异的实验结果,科学家们决定观察单个电子在通过双缝时的表现,看困难电子到底是怎么同时通过两条狭缝的!

  而这时惊人的一幕出现了!

  

  当科学家观察双峰的时候,电子表现的就像粒子,在屏幕上形成了两条狭缝,而不再是多条,更符合现实中我们的体验。但是当科学家把观察仪器从双缝拿开,看到的电子却像波一样,在屏幕上形成的图案再次变成多条干涉图案!

  这很奇怪,因为结果似乎取决于你有没有在观察那些电子,如果观察了,电子表现的就像粒子,如果没有观测,电子就会表现出波的特性,但是这两种情况不能同时出现!这样的结果只能用震惊来形同,人们的观察行为似乎改变了次原子粒子的性质!

  为什么我们观察与否会改变事物的行为呢?

  有一个技术上的解答。要得出结论,我们必须跟系统互动,比如说,需要用光线照射它,然后我们看到了反射回来的光线,是用光线照射才知道的。对宏观的物体来说,光线的影响微乎其微,但对微观粒子,光线射上去会引起其位置和移动方式的变化。

  

  在微观世界里,光子与次原子粒子受到光线照射时影响很大,但这样的解答还是回到不了下面的问题,为什么光线不直接改变次原子的方向呢?为什么观察行为会改变观察对象的性质呢?

  这是量子力学根本性的谜团,也是量子力学最难理解的地方。我们盯着看,看到的是粒子,不盯着看,看到的却是波!这些问题在一个世纪前就被提出来了,让最聪明的科学家也感到十分困惑!

  爱因斯坦说过,他不相信量子力学,因为他相信不抬头看月亮,月亮还是会在那里的。当然,爱因斯坦的意思是说,按照量子理论,除非你去看它,否则月亮根本就不存在!

  

  但是,双缝实验的结果,其令人难以置信之处远不止于此。由于近年来的技术进步,科学家们让那个实验来了一个华丽的演变,其结果挑战了我们对时间本身的认知。

  就像是双缝实验的高科技版本,电子冲向开有双缝的屏幕,科学家们改为观察电子穿过双峰之后撞击屏幕之前的相关表现。在那一刹那,电子就是粒子,而且从离开电子枪的那一刻起就一直都是粒子,电子就好像回到了还没有穿过缝隙的时候然后决定具体穿过哪一条缝,而不是像波一样同时穿过双缝,这让人疯狂!

  这是真正的困惑所在,就是说我们的选择决定了电子之前的状态,我们不知怎么就影响了它,似乎产生了时光倒流的现象!科学家们还不了解那种微观谜题对于时间旅行以及改变过去的意义何在。但非常确切的是,次原子世界的运行规律说明微观宇宙如同科幻小说一般充满着神秘!更深层次的意义是,其实量子物理可能会让人感觉现实只不过是我们想象出来的而已!

  量子力学中的量子纠缠表明,两个微观粒子可以在瞬间产生互动,哪怕是相隔十分遥远,速度是瞬间的,远超光速,这已经很让人觉得难以置信了,但微观世界还有更奇怪的事情,最著名的一个量子物理实验表明,一个物体能同时出现在两个地方,这让伟大的爱因斯坦都感到困惑。

  在极小的尺度里,不仅信息传播速度超过光速,而且人类的观察似乎能决定结果。在量子力学里,你观察与否,结果的表现会截然不同,这个深奥的结论原子双缝干涉实验。

  

  一个世纪前,科学家开始了首次实验,让电子穿过有两道狭缝的金属板,电子通过狭缝投射到后面的屏幕上。我们都知道电子是粒子,正常情况下屏幕上会出现两道狭缝,这与我们在现实中的理解一样!

  但实验结果出于意料,屏幕上出现的是多条条纹,类似波的干涉条纹,这让人百思不得其解。电子在撞击屏幕之前还是粒子,但从屏幕上的团来看,好像单一的电子在同一时刻通过了两条狭缝!难道微观粒子不由自主地克隆了自己?

  

  经过多年的研究,科学家阿门还不能确定到底是什么原因。在量子世界,一个物体可以同时存在于多个地方。为了理解这个令人惊异的实验结果,科学家们决定观察单个电子在通过双缝时的表现,看困难电子到底是怎么同时通过两条狭缝的!

  而这时惊人的一幕出现了!

  

  当科学家观察双峰的时候,电子表现的就像粒子,在屏幕上形成了两条狭缝,而不再是多条,更符合现实中我们的体验。但是当科学家把观察仪器从双缝拿开,看到的电子却像波一样,在屏幕上形成的图案再次变成多条干涉图案!

  这很奇怪,因为结果似乎取决于你有没有在观察那些电子,如果观察了,电子表现的就像粒子,如果没有观测,电子就会表现出波的特性,但是这两种情况不能同时出现!这样的结果只能用震惊来形同,人们的观察行为似乎改变了次原子粒子的性质!

  为什么我们观察与否会改变事物的行为呢?

  有一个技术上的解答。要得出结论,我们必须跟系统互动,比如说,需要用光线照射它,然后我们看到了反射回来的光线,是用光线照射才知道的。对宏观的物体来说,光线的影响微乎其微,但对微观粒子,光线射上去会引起其位置和移动方式的变化。

  

  在微观世界里,光子与次原子粒子受到光线照射时影响很大,但这样的解答还是回到不了下面的问题,为什么光线不直接改变次原子的方向呢?为什么观察行为会改变观察对象的性质呢?

  这是量子力学根本性的谜团,也是量子力学最难理解的地方。我们盯着看,看到的是粒子,不盯着看,看到的却是波!这些问题在一个世纪前就被提出来了,让最聪明的科学家也感到十分困惑!

  爱因斯坦说过,他不相信量子力学,因为他相信不抬头看月亮,月亮还是会在那里的。当然,爱因斯坦的意思是说,按照量子理论,除非你去看它,否则月亮根本就不存在!

  

  但是,双缝实验的结果,其令人难以置信之处远不止于此。由于近年来的技术进步,科学家们让那个实验来了一个华丽的演变,其结果挑战了我们对时间本身的认知。

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