一個有趣的雙縫干涉試驗,卻讓人們發現了無比神秘詭異的現象

2021-11-26T02:04:22+00:00

相信很多人都知道雙縫干涉試驗,這個實驗在高中的物理課上都做過,但是很多人都是只知道這個實驗如何做,但卻不知道這個實驗背後卻有一個至今都無法解釋的神秘現象。

整個宇宙有兩個世界,一個是宏觀世界,一個是微觀世界。宏觀世界的任何物質都是微觀世界作用的結果,比如光的傳輸,溫度的變化等,很多事物你從宏觀世界看不出什麼,但是走進量子微觀世界,你就會發現它的奧秘,比如溫度的升高和降低,其實就是微觀世界分子運動的結果。

宏觀世界的規則和微觀世界的規則不一定相同,有時微光世界的神秘規則會完全顛覆人們的三觀,讓人們感到不可思議。相信很多人都知道雙縫干涉試驗,這個實驗在高中的物理課上都做過,但是很多人都是只知道這個實驗如何做,但卻不知道這個實驗背後卻有一個至今都無法解釋的神秘現象。


這個實驗很簡單,高中的時候很多人都做過,準備一個蠟燭,在蠟燭後面放置一塊只有一條長縫隙的擋板,這個擋板的作用是讓蠟燭發出的光先衍射,變成一束穩定的相干光源,這樣可以排除干擾,能更清晰地觀察到試驗結果。然後在後面放置一塊有兩條長縫隙的擋板,第二塊擋板的作用是讓相干光變成同樣的兩列光源,這兩列光源發生干涉,相位相同效果就加強,相位有差就抵消,最後再放置一塊黑色屏幕,承接干涉產生的明暗條紋。

這個實驗最早是在1961年,蒂賓根大學的克勞斯·約恩松突發奇想的進行了電子雙縫干涉實驗,簡單的說:將若干電子發射到前方有兩條相互平行的狹縫中,電子在通過狹縫後會在後面的探測屏上留下最終的運動位置,以便實驗人員進行觀察、總結。

雙縫干涉試驗證明了光具有波粒二象性,它不僅僅是一種粒子,還是一種波。波粒二象性不僅存在於光子中,質子、電子和其它基本粒子都具有這種特性,它們即是一種粒子也是一種波。所以用電子進行雙縫干涉實驗,也會出現明暗的紋路,並且電子更容易觀察。


1974年,梅里教授又進行了電子雙縫干涉實驗,不過這次梅里教授為了更好地觀察這種現象,在雙縫的入口安裝了極高清的攝像頭,它可以直接觀察到電子的運動情況,但令梅里教授沒有想到的是,他安裝攝像頭的這一舉動使這項實驗發生了更加詭異的事情,震驚了整個科學界。到底是怎麼回事呢?

原來當科學家雙縫前或雙縫之間,只要安裝了探測器,電子穿過縫隙的時候,屏幕上的明暗條紋消失了,只留下了兩條平行,對應的亮紋。當科學家將探測器關閉的時候,明暗條紋又出現了。科學家通過反覆的開啟關閉探測器,最終看到的現象讓科學家感到細思極恐。

電子仿佛有意識一樣,在微光世界和人類的眼睛玩起了捉迷藏遊戲,人的觀察行為決定了電子的運動狀態,而人的觀察行為又是圖像通過眼睛傳輸的腦中形成的意識,意識竟然能決定電子的運動?這簡直太不可思議了。


這種神秘詭異的現象仿佛電子是有生命的,被人發現的時候就變成粒子態,成為一個乖寶寶。沒被發現的時候就調皮了起來,偷偷變成了波態,這完全顛覆了人們對光子的認知。

量子世界中一個簡單的雙縫干涉試驗,完全顛覆了人們的三觀,讓科學家對微觀世界有了更新的認知,尤其是對光子的波粒二象性有了全新的認知,這也說明,人類的科技還是非常有限,我們對光子,電子的認知還是非常有限的,還有很多未知的東西是我們不知道的。

雖然科學家戲稱電子似乎是有生命一樣和人類玩捉迷藏,但是我們都知道,電子是不可能有生命的,同樣光子也是不可能有生命的。它之所以會在探測器觀測的時候就會失去波的表現,更多的可能是人類對光子,電子的認知有限,還沒有真正弄明白光子,電子的本質和特性。


科學家到目前還沒有對雙縫干涉試驗背後神秘現象做出合理的解釋,不過小編有一個自己的猜測,電子穿過雙縫的時候,當探測器開啟的時候會消失波的表現,可能的原因並不是說電子就沒有波性,而是波被探測器吸收了,這種解釋可能比較合理。

雖然我們不知道具體的原理是什麼,但是探測器可能具備吸收電子波的的能力,這樣電子的波粒二象性中的波被開啟的探測器吸收,只留下了粒子的特性,至於探測器為什麼在開啟狀態下可以吸收電子的波,那就需要科學家去研究探索了,相信在不久的未來,雙縫干涉試驗背後神秘的現象會被科學家揭開,那個時候人類對光子,電子的認知會上升一個新的高度,對於人類文明將會產生巨大的推動作用。

可能很多人不理解,光子的研究有什麼用?它的作用太大了,可以說光本質的真正掌握將關係到人類探索宇宙的進程。我們都知道,想要探索宇宙,最主要的是需要超快的速度才行,如果飛船沒有超快的速度,我們連太陽系都走不出去,更不要說探索宇宙了。

站在宇宙的距離尺度上,光年是基本單位,對應的光速自然也是基本速度,人類想要掌握光速飛行技術,那必須要對光的本質有完全的理解,也就是對微觀世界的光子有更深的了解才行,以我們現在對光子的理解程度,根本不可能研究出光速飛行技術,因此,徹底掌握微觀世界光子的本質對於人類文明太重要了。

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