恐怖的双缝干涉实验,为什么颠覆了我们对宇宙的认知?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-10
双缝干涉实验,为什么颠覆了我们对宇宙的认知?

在这里毫不夸张的说一句,当我第一次了解完整个实验的过程和结果后,一段时间内我被这个实验颠覆了人生观,甚至开始怀疑我们的这个世界到底是不是真实的。今天,就请大家和我一起来感受一下我当初受到的震撼吧。

最恐怖的电子双缝干涉实验!颠覆世界观,世界真的不是被操控的吗

我们在高中的时候曾经学过一个实验,名字叫做双缝实验,我们准备一个蜡烛,在蜡烛后面放置一块只有一条长缝隙的挡板,然后在后面放置一块有两条长缝隙的挡板,最后再放置一块黑色屏幕,屏幕上会产生明暗条纹。



这个实验是托马斯·杨所提出来的,他证实了光纤通过平行且距离很小的两个小孔,通过两小孔频率相同的光会发生互相影响投射出明暗相间的图案,第一个挡板的作用是让蜡烛发出的光先衍射,变成一束稳定的相干光源,这样可以排除干扰,能更清晰地观察到试验结果,第二块挡板的作用是让相干光变成同样的两列光源,这两列光源发生干涉,相位相同效果就加强,相位有差就抵消。

在这个实验中托马斯·杨提出了干涉这个名词,杨氏双缝实验也被称为光的干涉现象。


这个实验在当时造成了极大的轰动,最终导致托马斯·杨被学术界封杀,转而研究历史,因为在当时,牛顿的微粒说占据了学术界主流,被科学家奉为圣经。

什么是微粒说呢?牛顿在法国数学家皮埃尔·伽森荻提出的物体是由大量坚硬粒子组成的基础上,根据光的直线传播规律、光的偏振现象,最终于 1675 年提出假设,认为光是从光源发出的一种物质微粒,在均匀媒质中以一定的速度传播。微粒说由此产生。


但是托马斯·杨的实验却证实了光的波动理论,光的波动说认为光是以波的形式在运动。微粒说和波动说在此后的数百年时间里一直在争论不休。

20世纪初,随着科学家对世界的研究从宏观到微观,德布罗意在 1924 年提出了“物质波”假说,认为和光一样,一切物质都具有波粒二象性。根据这一假说,电子也会具有干涉和衍射等波动现象。

1927 年,C . J . 戴维孙和 L . H . 革末在观察镍单晶表面对能量为 100 电子伏的电子束进行散射时,发现了散射束强度随空间分布的不连续性,即晶体对电子的衍射现象。几乎与此同时,G . P. 汤姆孙和A.里德用能量为2万电子伏的电子束透过多晶薄膜做实验时,也观察到衍射图样。电子衍射的发现证实了 L. V . 德布罗意提出的电子具有波动性的设想,从而证实了一切物质都具有波粒二象性。




这个时候双缝实验也从宏观变成了微观,变成了电子双缝实验,可以说直接颠覆了整个世界的认知。

我来和大家梳理一下背景,双缝实验是指光通过木板的狭缝从而射在屏幕上,而深入到微观领域,那就变成了电子双缝实验,光子是以波的形式运动,由于存在干涉,穿过双缝后会出现一道道痕迹。(电子和光子都属于基本粒子)

不同数量的电子通过双缝后在胶片上出现的干涉图样

但即使是一个个光子发射,也同样会发生干涉现象,条纹清晰地出现在屏幕上,这究竟是发生了什么事情。


哥本哈根解学派掌门人玻尔的解释是:“我们无需去关心它“本来”是什么,也无需担心大自然“本来”是什么,我只关心我们能“观测”到大自然是什么。电子又是粒子又是波,但每次我们观察它,它只展现出其中一面,这里的关键是我们“如何”观察它,而不是它“究竟”是什么。”


这段话的意思就是:它既是一个粒子,同时也是一个波!你观察的角度不同,那么你看到的东西也就不同。

但是爱因斯坦却表示了反对态度,单个电子怎么可能通过两条缝隙,难道电子会分身术吗?因为两条缝隙的距离虽然非常小(10∧-9米),但是对于电子来说,这个距离是电子身高的270亿倍。


后来科学家发现,单个光子并没有同时穿过双缝,而是只通过了其中一个缝,这表明此时的电子是以粒子的形态穿过去的,粒子一颗一颗打在屏幕上形成一条长光纹。那么光子究竟是怎么样做到的!这个问题不断困扰着所有人!:

如果我们根据电子的速度,当确定它已经通过双缝之后,迅速的在后面的板上放上摄像机,会出现什么情况?




结果是当我们在确定电子已经通过双缝后,迅速的在后面的板上放上摄像机的结果是—没有干涉条纹,无论实验人员如何努力,干涉条纹都不再出现!

反之亦然,如果迅速的拿掉摄像机,又会出现干涉条纹,即便我们在决定拿掉摄像机的时候,电子已经通过了双缝!




也就是说无论单个电子有没有通过双缝,只要我们一旦产生想观测的想法并产生了这个行为,那么就不会产生干涉,条纹也就不会出现。


究竟是摄像机,影响了电子的行为,还是人类的意识,影响了电子的行为呢?也或者真的是有造物主的存在,它设定好了一个既定的运行法则,不允许任何人窥探,也不容任何人打破,而人类的想法一旦产生,过去就会发生改变,从而修正最终的结果!

后来约翰·惠勒提出了一个相当令人吃惊的构想,也就是所谓的“延迟双缝干涉实验”,延迟实验的原理相当于把探测器移到了挡板和屏幕之间,让粒子先做出选择然后再观察。


例如当单个光子通过挡板后,瞬间开启探测器,这时单个光子通过两条缝已经成为了事实,我们再观察它的运动路径发现它只通过了一条缝,并且这时干涉条纹消失,只剩下一个亮点,这就相当于将因果关系颠倒了!

想了解具体完整实验的可以去看视频

你的观察令波函数坍塌,在量子力学的世界里,现在做的事情,可以改变历史上已经发生的事情。

科学家最后还把这个实验上升到了宇宙角度,科学家观察到,数百万光年以外的某个恒星,它在向地球方向发出光子,而它中间会经历一个质量巨大的星系,根据爱因斯坦相对论,这个星系将导致空间膨胀进而使光线弯曲,这个星系实际上相当于一个巨大的分光镜,将光子分成上下两条路径。


而在最右侧地球上的我们,设置两个望远镜分别对准上下两条光线通路,那么每个望远镜将观察到作为粒子性质的光子,不会发生干涉图案,因为光子或者从上面绕过来,或者从下面绕过来。

科学家提出,用望远镜、光导纤维等工具,把两条路上的光子引诱到延迟实验装置,从而完成星际版延迟双缝干涉实验

然而这个时候,每个望远镜观察到作为粒子性质的光子,并不会发生干涉图案,因为光子或者从上面绕过来,或者从下面绕过来。

而如果我们改用分光器把上下两个方向来的光线合并,我们却可以再次得到光子自身的衍射图案,从理论上来说这是不可能的。作为粒子一路旅行过来的光子是无法产生衍射图案的,必须是波才行。


要知道,它们在数百万年就已经出发,它们的旅程早已在出发前就已经被决定,也就说,当人类决定观察它们的时候,它们在数百万年前决定好的旅程路线就发生了变化!

这种诡异的现象仿佛光子是有生命的,被人发现了就变成粒子态,没被发现就偷偷变成波态,完全颠覆了认知。

目前来说,还没有哪个科学家能够对此作出完美的解释,惠勒后来引玻尔的话说,“任何一种基本量子现象只在其被记录之后才是一种现象”,我们是在光子上路之前还是途中来做出决定,这在量子实验中是没有区别的。历史不是确定和实在的——除非它已经被记录下来。更精确地说,光子在通过第一块透镜到我们插入第二块透镜这之间“到底”在哪里,是个什么,是一个无意义的问题,我们没有权利去谈论它,它不是一个“客观真实”!惠勒用那幅著名的“龙图”来说明这一点,龙的头和尾巴(输入输出)都是确定的清晰的,但它的身体(路径)却是一团迷雾,没有人可以说清。


然而惠勒的解释依然没有拨开这个实验所笼罩的迷雾,宇宙还存在着太多的未知等待着我们去探寻谜底。




在这里毫不夸张的说一句,当我第一次了解完整个实验的过程和结果后,一段时间内我被这个实验颠覆了人生观,甚至开始怀疑我们的这个世界到底是不是真实的。今天,就请大家和我一起来感受一下我当初受到的震撼吧。



双缝干涉实验彻底颠覆了我们的认知。在我们本质中,我们认为最小的是质子,但双缝干涉实验告诉我们,最小的波。

那是因为双缝干涉实验让我们认识到了另外一种能量,因为我们对宇宙从来都是一种探索的态度,这样发现让我们对宇宙有了新的认识。

因为人类做实验的时候是作为一个观测者,不参与实验本身,静静看着被实验物体发生变化,颇有一种上帝视角的感觉。然而双缝实验高速人们,观测本身会影响实验结果。是不是一下感觉自己从实验者变成了被实验者?一下子觉得是不是有上帝存在在看着可笑的我们?

  • 光的双缝干涉实验为什么恐怖
    答:双缝干涉实验表明,客观世界是受人类意识影响的,而不是马哲所说的不以人的意志为转移。这样一来就颠覆了我们目前对世界的认知:世界是客观存在的,人类意识是客观世界生灭的小点。从而支持了意识主导论:意识先于客观世界而存在,是意识创造了客观世界,并作用于客观世界。那么我们目前所有的科学都会被推翻...
  • 恐怖的双缝干涉实验,为什么颠覆了我们对宇宙的认知?
    答:这个时候双缝实验也从宏观变成了微观,变成了电子双缝实验,可以说直接颠覆了整个世界的认知。 我来和大家梳理一下背景,双缝实验是指光通过木板的狭缝从而射在屏幕上,而深入到微观领域,那就变成了电子双缝实验,光子是以波的形式运动,由于存在干涉,穿过双缝后会出现一道道痕迹。(电子和光子都属于基本粒子) 不同数量的电...
  • 双缝干涉实验,能颠覆你对一切的认知,甚至让你怀疑现实世界
    答:通过双缝向屏幕发射粒子,神奇的事情发生了,粒子通过双缝后并没有按照正常逻辑形成两条平行于双缝的条纹。而是出现了多条明暗相间相互干涉的条纹。我们可以看出,这个实验结果显示出了干涉现象,也就是说粒子在运动过程中表现出了波的性质,它能够以波的形式同时穿过两条缝隙,并且“与自己产生干涉现象”。...
  • 双缝干涉实验,为什么颠覆了我们对宇宙的认知?
    答:这个时候双缝实验也从宏观变成了微观,变成了电子双缝实验,可以说直接颠覆了整个世界的认知。 我来和大家梳理一下背景,双缝实验是指光通过木板的狭缝从而射在屏幕上,而深入到微观领域,那就变成了电子双缝实验,光子是以波的形式运动,由于存在干涉,穿过双缝后会出现一道道痕迹。(电子和光子都属于基本粒子) 不同数量的电...
  • 双缝干涉实验为什么恐怖?
    答:1、双缝干涉实验的恐怖之处 光照在传播时是会呈现粒子的,但是在实验时光线中互相干涉的现象会有所消失,最后变成两条痕迹,发生变化的原因是人出现了之后,光线就会发生变化,但是人离开以后,用相机拍的话,就可以很清楚的看到。所以有人就想为什么当人去关注他的时候,就没有粒子的产生,没有人的...
  • 为什么有人说电子双缝干涉实验是令人“毛骨悚然”的?
    答:之所以说电子双缝干涉实验令人“毛骨悚然”,是因为电子双缝干涉实验中出现的奇怪现象彻底颠覆了人类以往的认知。在我们传统的观念中,物质的运动是不以人的意志为转移的,换句话说,某件无意识不自主的事情,不管人是否在观察,该发生还是会发生,不会因为人的观察而影响到它,但在电子双缝干涉实验的过程中,这个观念被打破...
  • 双缝干涉实验为什么恐怖
    答:双缝干涉实验所显示出来的结果是20世纪科学家集体遭遇的一次“灵异事件”,之所以恐怖,是因为在这个简单的实验中微观世界的基本本质,叠加态、不确定性、观察者效应展现的淋漓尽致。而这三个现象又是如此的烧脑、违反直觉、毁人三观,所以我们常说双缝干涉实验的结果让人觉得后背发凉,有那么一点“恐怖”...
  • 双缝干涉实验是怎样的,它为何被说可怕?
    答:实际上,双缝干涉实验令人感到恐怖是因为颠覆了人类对客观世界长时间的认知,就是当人类认识并改造改造世界的过程中,意识在客观对象的呈现形式是起着决定性作用的,这个结论很雷人。在认识论与方法论中,人们强调主体与客体的分离关系,指出客体是独立于主体而创造的,主体无法对客体产生影响,这些原则成为...
  • 由双缝干涉实验的“恐怖”来怀疑我们的世界的真实性,是别有用心
    答:这个划时代的实验是为了验证光的波粒二象性,也就是光既具有粒子性也具有波动性。所以说经典的双缝干涉实验一点都不恐怖,甚至说意义非凡,是光具有波动性的重要证据,颠覆了牛顿长达一百年光是粒子学说的统治。真正让人难以理解但还不算恐怖的是下边的试验,这就是量子力学的双缝干涉实验。如上图,我们...
  • 双缝实验为什么恐怖 原因是什么
    答:双缝干涉实验之所以恐怖,是因为它挑战了我们对客观实在和因果律的基本认识。在经典物理学中,我们认为物质有确定且可测量的属性,比如位置、速度、能量等。我们也认为物质之间有确定且可预测的因果关系,比如牛顿第三定律:作用力和反作用力大小相等、方向相反。这些认识构成了我们对世界运行规律的基础。双缝...