波粒二象性为什么恐怖,让无数物理学家头疼的波粒二象性到底是什么?

1、让无数物理学家头疼的波粒二象性到底是什么?波粒二象性是人类对光的粒子性跟波动性如何进行统一认识的现象 , 至今没有完美解释,也是人类认识史上最令人困惑的问题之一 。在人类最早对光的认知中,光是由粒子组成的,这个观点是由物理学巨匠牛顿提出的 , 因为他观察到光是直线传播的,他认为光是由一个个小的光子组成,但是随着后来发现光的反射、衍射现象,不得不对粒子学说提出了怀疑 。
后来人们有人为光是由波组成的,因为通过肉眼就可以观察到,两束不同的光穿过一个缝隙的时候就发生相互干涉的情况,就像在一个湖中同时投入两块石头泛起的波纹会互相叠加,最终合成一个波纹 。光也具有这样的特性 。基于这些认识,人类提出了光是有波组成的,但是后来进行的双缝干涉实验却让物理学家都很困惑,因为他们发现光同时具有了波动性跟粒子性的两种特征 , 下面就以个人观点说一说波粒二象性到底是什么:
1、波动性
在双缝干涉实验中,将两束光通过一个缝隙的话,会在缝隙后面的挡板上出现清晰的条纹,这就是光波动性的最好证明,因为光像水波一样发生了干涉,干涉的结果就是形成了多条平衡的条纹,均匀分布在了挡板上 。基于这个认识光被认为成具有波动性,但是恐怖的事情在随后的实验中发生了 , 从而证明了光的粒子性 。
2、粒子性
在双缝干涉实验中,如果将光分解成一个一个的光粒子射向缝隙的话,粒子就会在挡板后随机排列 , 最终形成了一束光纹,但是一旦进行观察光的波动性就不存在了,只存在粒子性 。基于这种原因爱因斯坦提出了量子理论 。
你知道波粒二象性吗?欢迎留言 。
波粒二象性只是人为制造的,两个源点产生的相互干涉 。用两个孔,就相当于向平静的水面投了两块石头 。两个源点所产生的波,必定会相互干涉,然后又逐渐分开 。就像一个孔进风或水,再从两个孔排出,会产生混合又分开一样 。用单个的粒子相当于拥有一滴水比于涌泉 , 只是量少而已 。之所以一但观察就会出现粒子性 , 是因为光在传播的过程中,会有被反射和吸收的影响,导致了走光 , 人的眼睛、玻璃、或镜头都会走光 。出生不久的婴儿尽量少对视,大人的眼睛会反射光 。被杀的犯人或动物比如鹅都尽量不要对视 , 这些凶煞或惊恐之光会影响人的身体 。不相信的人会认为是迷信,其实迷信里含着一定的道理,只是古人没有解释的能力或不可言表 。光具有影响力和杀伤力,比如阳光、激光和矣克斯光 。古人已经知道光具有杀伤作用 , 也试图制造,只是无法制出激光、矣克斯光 。光不是气体 , 一但观察就会影响 , 就像一双眼睛看向玻璃,你中有它它中有你,你改变角度,它就会折射,反正无论怎样始终都会影响 。为什么你走月亮走,你不走月亮也不走?其实月亮和人之间的事物已经参与进来了 。这是事物间的相互作用,如果没有相互作用就不成世界,而且这种相互作用必定会产生报应 。假如把光设定为波性,把波放进黑洞里,任何波或絮都会被撕碎成不能再小的微粒 , 这是必须的,最终还是粒子,不是波 。波只是光的现象中所有性质里的一种,而且还是人为的,不是光的本质 。人给光子设了两个孔,这就把光干涉完了,然后再去观察它 , 又再一次地干涉 。如果不断的干涉下去,还真说不定会出现其他现象 。
解释波粒2⃣️象性是一个非常复杂的过程,如粒性指的是量子态 , 即一个个直线排列运动的量子,是它直线运动后的反射和真接与眼睛作用形成光波的现象性,它即有粒的态也有作用的波现象性,当然没有眼晴的作用效应也不形成光波性 。
波粒二象性就是指所有的粒子或者量子不仅可以部分得以粒子的术语来描述,也可以部分地用波的术语来描述,波粒二象性是微观粒子的进本属性之一 。
波粒二象性指的是所有的粒子或量子不仅可以部分地以粒子的术语来描述 , 也可以部分地用波的术语来描述 。

波粒二象性为什么恐怖,让无数物理学家头疼的波粒二象性到底是什么?

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2、为什么说双缝干涉实验恐怖?到底恐怖在哪里?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” , 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 。
而这三个现象有是如此的烧脑、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”的感觉 。
我们人类作为一个宏观世界的一部分 , 在量子力学出现之前我们的科学认知都是建立在现实的确定性之上的,我们科学理论可以完美的解释和预测宇宙中的任何现象 。
例如 , 通过牛顿力学我们可以准确的预测一个事物未来的发展动向,前提是只要知道这个事物初始的状态,以及它未来所经历的相互作用 。
1846年,我们更是利用物理和数学预测的方式准确的发现了海王星的位置,可以说这是人类宏观世界科学的一次伟大胜利 。
毫不夸张的说 , 如果有一台超级强大的计算机,它可以根据已有的理论预测出宇宙中所有事物的未来,这就是现实世界的确定性,以及可预测性 。
这不仅仅是我们普通人心里的世界观,也是20世界大部分科学家的世界观 , 爱因斯坦也不例外 。但是这一切都被一场物理学的“灵异事件”打破了 。
是波还是粒子
微观世界的尺度非常小,都是些原子、电子之类的小玩意,这些东西不仅在生活中看不到 , 就连科学家也一直被挡在门外,我们真正了解原子、建立模型也就是上个世纪的事 。
但是有一个粒子经常在我们眼前晃来晃去,可以说晃了数百万年,那时我们还是树上的猴子,它就是光子!
虽然光子很常见,但是关于光是什么?这个问题人类是想了几千年,直到17世纪牛顿大哥才说光是微粒,是一种实物粒子 。
不过当时就有人提出反对意见认为光是波,因为身为粒子的光无法解释光的衍射现象,而且如果光是微粒的话为什么我们看不见两束光发生碰撞呢?这个人就是惠更斯 。
由于惠更斯并拿不出任何实验证据 , 再加之牛顿学霸当时在科学家的威望极高,所以光是微粒就得到人们的认可 。
那么关于光到底是什么?就在科学界形成了两个不同的派别:波派和粒派!
粒派所认为的粒子 , 我们可以将其想象成为一个个光滑的小球,它们遵循实物粒子的运动规律 。也就是说,当你打开手电筒的一瞬间既有无数颗光颗粒向炮弹一个沿着直线向外飞奔 。
除了牛顿之前所说的实物颗粒 , 普朗克和爱因斯坦后来也认为光是一种粒子,称为光量子,这个光量子和牛顿的微粒有着本质的区别 。量子是一份一份不可分割、且不连续的能量 。
波派所认为的波,就类似于我们生活中常见的水波,有波峰、波谷,可以完美的解释光的衍射和干涉现象 。
可问题是波和粒子是完全不同的东西,在现实生活中我们看到的事物它是实物粒子就是实物粒子,它是波就是波 , 不可能存在两面性,我们也无法理解即使波又是粒子的事物 。
硬币不是正面就是反面 , 不可能有即使正面又是反面的硬币 , 事物不是黑就是白,这就是现实的确定性 。所以波派和粒派就持续撕逼了百年 , 不分胜负 。
灵异实验:双缝干涉
也许微观世界有它自己的本质 , 也许它真的跟宏观世界不一样 , 也许宇宙真的需要两套不同的理论去解释,也是事物真的存在两面性,也就是波粒二象性,而我们只是各执一词、盲人摸象罢了 。
那么光到底是什么?科学家决定做一个实验,这个实验可以完美探测波和粒子的不同特性 。双缝干涉实验其实特别简单,就是在光源和探测屏幕之间放一个开了两个狭缝的挡板 。
然后用光源向挡板啪啪啪发射光子,然后观察屏幕上的呈现 。这个实验无外乎两种可能:
光就是粒子,就是我们所说的实物小球,或者是生活中的石子、子弹,当光经过中间的挡板时,大部分的光会被挡住,只有两条狭缝可以允许光通过,并且光在屏幕上留下两道杠 。这就是粒子运动的典型特性 。
光是波,它可以像水波那样在经过两条狭缝以后发生干涉,波峰和波峰叠加,波谷和波谷叠加 , 波峰和波谷抵消 , 最后在屏幕上留下干涉条纹,看起来就像是斑马线 。
第一次实验,我们对准双峰发射光束,实验的结果是在屏幕上产生了明暗相间的干涉条纹 。这无疑说明,光确实是一种波,可以发生干涉 。
这是否就说明波派胜利了?其实不然,上面你是发射的光束,你能不能改成一个个光子来发射 。也就是我们上文说的光量子 。粒派认为这样铁定是两道杠!
第二次实验:重复做上述过程 , 一个一个发射光子,起初由于光子的数量很少,在屏幕上出现了杂乱无章的图案,但是当光子数量增多时,神奇的事情发生了 , 屏幕上开始显示出了干涉条纹!
到这里先不谈波粒之间的竞争 , 因为出现了一个全新的问题,我们知道要想产生干涉条纹 , 必须得有两个波进行干涉,这就是为什么要开双峰的原因,但缝的话任何波都不会产生斑马线 。
但是一个一个发射光子,单个光子要么经过右狭缝、要么经过左狭缝 , 单个光子在和谁发生干涉?难道它同时经过了双缝,并且和自己发生了关系?所以说波粒之争的事情在双缝实验上变得越来越复杂了 。
如何解决这个问题?科学家想到了一个办法 , 我们可以在左右狭缝后加上光电探测器,来看一下单个光子到底是通过了哪条狭缝 , 还是它会分身分别经过了两条狭缝?
这里需要注明一点:观察粒子经过哪条狭缝这个实验,历史上使用的是电子而不是光子,因为我们可以向电子发射光子来进行探测它到底经过了哪个狭缝,而光子本身我们无法去探测,所以使用光子的实验我们本身也做不出来,不过这不影响我们的思想实验 。
第三次实验:还是以点射的方式发射光子,探测的结果是,光子要么经过左狭缝,要么经过右狭缝,并没有分身,也没有同时经过两个狭缝,光子还是一个一个的粒子 。
这时波派和粒派都松了一口气,这说明光子具有波粒二象性(其实粒子的性质也在光电效应上得到了证实),它即使波也是粒子,处在两种状态的叠加态,微观世界还真是诡异,粒子处在混沌的两面性 。
但是到这里真正刷新人们三观的灵异事件发生了 。
我们不就是探测了一下光子到底经过了哪个狭缝,居然导致了屏幕上的干涉条纹消失了,变成两道杠 。这说明我们的观测行为导致了光子的状态发生了改变 。
这也意味着我们的观测行为,影响了结果 。这听起来十分的玄学,难道我们看不看一个事物能够改变它的最终状态 。
观察者效应
微观世界毕竟离我们很远,我们无法体会到这件事道理灵异到了哪里 。下面我就举个宏观世界的例子 。足球这项运动看过吧 。
足球运动员射球的一瞬间这个球进不进和足球当时所处的位置、运动员发力的大小和位置、风速等等这些物理因素有关,只要经过足够精细的科学分析,我们就能判断出这个球到底能不能进 。
但是唯独没有关系的就是你当时有没有看这场比赛,你看与不看都不妨碍球是否能进 。但是微观世界的实验告诉我们,球进与不进这个结果和你有没有看球有关 。
这简直令人发狂,不可思议 。尤其是当有些人给观察者这件事上加入了人类的意识以后 , 整件事情就变得更加的诡异了 。
被搬倒了几千年的唯心主义差点复活 。人类的意识可以改变宇宙的状态 。
以上的实验都是在光子经过双缝的时候我们对其进行了观测,导致了光子的叠加态坍缩到了单一的量子态,表现出了粒子的特性 。
那么我们这次让光子首先经过双缝 , 在它经过双缝的时候应该会保持原有的叠加状态 , 我们这时在以非常快的速度加上探测器,那么结果会怎么样?
不论我们加上探测器的速度有多快干涉条纹都会消失 。反过来,一开始有探测器,只要在最后的一瞬间撤掉探测器,干涉条纹就会出现 。
这次实验类似于惠勒的延迟选择实验 , 光子貌似是事先已经知道了我们要对它进行探测,在经过双缝时就表现出了粒子的特性导致干涉条纹消失 。而我们只要停止观测,光子在双缝处又开始与自己发生干涉 。
反过来说,我们未来的选择,决定了光子最初的状态!因为光子做出选择在先,我们观测在后 。
在微观世界中,因果律貌似也失去了作用 。这就是量子力学的世界,这就是微观世界的诡异和恐怖之处 。
哥本哈根诠释
双缝干涉实验包含了量子力学中的三大基本原则:叠加态、不确定性、观察者 。
叠加态是微观粒子的本质,一个粒子可以处在不同状态的混沌态,它具有多面性 。以光子来说它就是波粒二象性 。一个光子可以同时处在左缝和右缝这两种路径的叠加态中,可以同时穿过两条狭缝,并于自己发生干涉 。
不确定性原理,也称为测不准原理,在微观世界中我们宏观世界中科学准确的预测性完全不起作用,微观粒子的行为只满足概率统计,我们不能准确的同时知道一个粒子的位置和动量 。
这两个物理量的测量误差的乘积一定大于某个值,也就是说,如果我们准确的知道了一个粒子的位置,那么它的动量可能会是0到无穷大,变得十分不确定 。
而在单个发射光子的时候,这个光子到底会落在屏幕的那个位置,我们无法准确的知道 , 只能说出它出现在某个位置的概率是多少 。这一点和宏观世界有着本质的区别,需要用不同的理论去解释 。
测量这件事会导致微观粒子的波函数发生坍缩,也就是从混沌的叠加态转变为确定的状态,例如,我们对光子(电子)的观测就导致了光子从叠加态坍缩到了粒子态 。这样也会导致光子不能神奇同时处在两个路径的叠加态中,只能选择一个单一的狭缝经过,从而导致干涉条纹消失 。
那么这跟人类的观察有何关系?
观察这个行为确是具有人为的因素,貌似是人的因素导致了量子态发生坍缩,导致结结果发生改变,甚至导致未来决定过去 。
但是观察这种行为是怎样发生的呢?上文我已经提过,历史上对双缝实验的观察我们无法用光子做出来 , 而使用的是电子,因为在我们观察的时候 , 我们要想获得粒子的信息,就必须要使用另外一个粒子和其发生相互作用,来反馈给我们 。
你想一下我们如何去观察电子?是不是要向电子发射一定能量的光子,当光子在被反射回来时,我们才能知道电子的状态 。
没有这种交互作用 , 也就没有所谓的观察!但是这个测量的过程就会导致电子的状态被限制单一的状态中,换句话说,当电子穿过狭缝时 , 我们强迫电子与光子发生相互作用,正是这个过程导致电子波函数的坍缩 。
所以说观察行为也是一种量子行为 。跟人类的意识没有任何关系 。
我们看到一切是真的吗?为什么双缝干涉实验可怕,其中密秘何在?
波粒二象性为什么恐怖,让无数物理学家头疼的波粒二象性到底是什么?

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3、为什么当年双缝干涉延迟实验让科学家感到恐怖? 双缝干涉实验,其实就是科学家们用来证明光有波动性的一个实验 。微观粒子的形态取决于人的观察,被观察的时候呈现出粒子的状态,不被观察时呈现波的状态,微观粒子就像有“生命”一样可以感觉到人类的存在 , 因此双缝干涉延迟实验才让很多人感到恐惧 。延迟实验很可怕的,不单单是因为观察者效应,更重要的是他所反应出来的是在微观世界里,果能改变因,就像未来能改变过去一样可怕 。
本来的观察结果认为光具有波粒二象性 , 单独发射一个光粒子却可以神奇的自己对自己产生双缝干涉 。就是说一颗光粒子却诡异同时通过了两条缝,可是更诡异的是如果这个实验过程被摄像机记录的话那么双缝干涉就不会产生 , 单独发射的光粒子每次都老老实实的通过对准的那一条缝 。若是没有摄像机记录我就同时通过两条缝你说气人不?后来狡猾的人类又想了一个办法 。开始先不打开摄像机等光粒子同时穿过两条缝 , 这时候双缝干涉已经形成再打开摄像机,这次你跑不掉了吧 。吓着科学家的事情这时候真正发生了,本来已经产生的双缝干涉突然消失了,光粒子又神奇的变成了只通过一条缝 。这简直逆天了,等于说已经发生的事实被摄像机一记录结局突然被改写 。时空顺序在这一刻已经错乱,刚刚发生在眼前的 历史 事件结果居然被观察改变掉了,这真的让人无法接受 。
20世纪初 , 物理学界对于光的波动学说和粒子学说已经争论了几百年了,爱因斯坦联合普朗克一起提出了光量子学说,人们开始意识到光同时具有波动性和粒子性的双重性质,也就是说光在传播过程中呈现波的形态,与物质相互作用时呈现粒子形态,这种被称为“波粒二象性”的解释得到了物理学界的一致认同 。
后来科学家们利用杨氏双缝实验,在点光源后面放一张拥有两条狭缝的纸,这时候点光源的光穿过狭缝就会变成一串明暗交替的条纹,这便是证明光量子学说的干涉条纹 。
在证明光拥有波粒二象性之后科学家利用电子也进行了双缝实验,发现电子等微观粒子同样具有波粒二象性,随着技术的进步,科学家们开始用仪器发射单个电子来进行双缝干涉实验,这时候发生了第一件怪事:单电子双缝实验的结果竟然和之前的电子双缝干涉实验结果完全相同 。
之前的电子双缝干涉可以产生明暗交替的条纹,单个电子竟然也能产生干涉条纹,但仪器明明就只发出了一个电子,它能和谁干涉呢?这个结果就像是一个足球同时进了两个球门一样匪夷所思,科学家们下定决心要揭开单个电子干涉条纹的秘密,于是就有了更加匪夷所思甚至恐怖的“双缝干涉延迟实验” 。延迟实验的精髓就在于记录电子在穿过双缝后的样子,由于只有单个电子,所以它穿越任何一条缝隙都能被直接看到 , 因此屏幕上的波态干涉条纹消失了,取而代之的是粒子态的痕迹,而一旦把记录电子轨迹的机器关闭,那么明暗条纹就会马上出现,一旦开启机器明暗条纹就会马上消失 。
后来,有科学家突发奇想 , 我如果把光子一个个发射出去,而不是一次性全撒出去,因为这样光子间就不会再互相影响,从而就不会产生图一的干涉图样呢?但是,试验很快打了他的脸,即便一个一个的发射 , 干涉图样还是出现了,就好像一个光子可以同时穿过两条缝隙,进而自己对自己产生干涉一样 。
当他试图用摄像机去观察粒子的运动轨迹时 , 这些粒子一个个的就像有智慧一样,仿佛知道有人在看它们的表演,于是它们立刻停止表演 , 墙上的干涉条纹消失了 。梅里有点不敢相信 , 这不是扯吗?我竟然被小小的粒子耍了 。他一开始是拒绝相信的 , 但是经过无数次的验证,他最终服了 。梅里向学界公开了这一让人“毛骨悚然”的新发现:粒子的行为竟然是由人的意识所决定的 。
这个实验就是说光具有波粒二象性,当你不观测时,它是波,会产生干涉条纹 , 当你观测它时,它又变成了粒子,没有干涉条纹!光到底呈现什么特性,取决于你是不是在观测它!实验非常诡异 , 就仿佛一个个的光子都有意识!知道有人在研究它,不让你深入研究!
我是这样认为的:由于光的速度极快可以穿越时空,因此它在可以同时存在于平行时空中 , 同时穿越两条缝形成干涉 。而一旦进行观察,只能剩余一种穿越方式,其余平行时空消失 。因此,意识能够决定平行时空的开启或关闭 。空即是色,色即是彩!好比说我现在决定从床上起来,那么我躺在床上的其余平行时空都将被关闭 。综上所述,光的干涉,是光的速度能够为我们展示所有平行空间,若加以观测就是我们选定了其中的一个平行空间 。一点拙见,欢迎批评!
我是@鲸彩666 , 一个相信 科技 是第一生产力并追逐当下热门 科技 的人 。我将努力第一时间跟大家分享和剖析精彩 科技 !欢迎大家留言讨论哦 。
如果说宇宙不是完美的 , 它有BUG(漏洞) , 你信么?双缝干涉实验似乎一步步地发现了这个宇宙“漏洞”
双缝干涉实验是什么?
当我们在水中丢下一块石头,那么水面就会产生波纹,如果同时丢下两块石头,两个水波之间就能够出现交叉的干涉条纹 。这就是波能够互相干涉的特征 。
双缝干涉实验既在一个光源前放置一个开了两条缝隙的不透明挡板 , 挡板后面再放置一个能够观测到的背景 。当我们打开光源,会看到背景上出现明暗相间的条纹,这就是简单的双缝干涉实验 。这个实验证明了光是一种波! 因为光在穿过两条缝隙后产生只有波特有的干涉 , 相反的波被抵消,相向的波被增强,导致背景上明暗相间的条纹 。(日常生活中主动降噪耳机就是利用了这个原理,用相反的声波抵消了噪音)
下面我们把实验升级一下,光源变得非常小,背景换成高灵敏高分辨的底片 。打开光源后,一开始我们看到了无数随机分布的小点,随后这些小点越来越多最终形成明暗相间的条纹!实验升级后证明光是一种粒子并且还具备波的特征,也就是光的 波粒二象性 !
双缝干涉延迟实验
虽然双缝干涉实验已经让人赞不绝口,不过科学家们还是在这个实验上再次升级 。将光源变成一次发射一粒的电子!电子要通过这块挡板只能随机通过两条缝隙 。
我们知道,要干涉就必须有对象,没有对象怎么被干涉?然而这一次实验结果出事了 , 即便单个电子在随机穿过两条缝隙后依然在最后形成了干涉条纹 。
这个结果震惊了科学界!为什么单个电子能够自我干涉?难道他还有一个分身?更诡异的是当我们观察电子是通过哪一条缝隙时 , 干涉条纹消失了 。当取消观察时,干涉条纹又神奇的出现了!冥冥中仿佛有一双眼睛窥视着我们 , 只能让我们看到电子穿越缝隙的路径(粒子特征)或者电子的干涉条纹(波特征)其中之一!
双缝干涉之延迟选择量子擦除
看到这里,你也许认为上面的实验会有很多未知的漏洞,我们观察电子时已经打扰了电子的正常运动导致电子属性改变 , 只是我们没有办法找出这个因素 。接下来科学家用更加复杂精密的方法来做双缝实验 。将一个光子分离成一对纠缠的光子A和B(纠缠的量子能够无视距离影响对方)
AB分别做双缝干涉实验(互不影响的环境),而B距离感应屏比A远,这样 A会比B要先到达感应屏。当我们在B实验中放置相机观测到B通过双缝的路径时,A实验的干涉图像消失,显然,纠缠的两个光子是互相影响了 , B得不到的波属性A也得不到 。接下来 , 我们通过技术手段把B获得的路径信息擦除,然后A和B都出现了干涉条纹 。这里就出现了两个个非常诡异的现象 。测量到光子的路径信息只是”泄露”,没有主管观意识去查看 , 干涉条纹会消失!把这个路径信息擦除掉,干涉条纹又会出现!
更诡异的是,实验中我们设定从B获得路径信息时,A早就已经到达了感应屏形成了图像!这时候擦除B的路径信息 , A感应屏已经”拍好照”的图像会鬼魅般地变成干涉条纹!
让人难以理解的“宇宙程序”
很多人一开始认为,观察光子路径就是人类意识干预了实验 。不过我们从最后一个实验得知,在延迟选择实验中,测量到的路径信息,你看与不看 , 宇宙程序它已经认定了你泄露了天机!光子波动属性就被隐藏了!我们得不到干涉图像 。如果我们把这个泄露的天机抹除掉,宇宙程序马上修复了光子的波动性,让我们得到了干涉图像 。没想到的是,我们人类在实验室上利用量子纠缠钻了个空子,让图像形成之后再得到路径信息 。接着我们再去选择是泄露还是擦除,宇宙程序任然按照原来的指令执行了 。让已经形成的图像变了回去(曾经不干涉的光子,在曾经又干涉了 。这话很绕)?这是不是意味着我们找到了一个宇宙程序的BUG,用现在的决定 , 改变了过去!还是另有其他原因?我们生存的宇宙 , 这个看不到边无比真实的世界,难道是一个设定好的“程序”?或者说宇宙这个看似无比完美运行的世界其实还有一些漏洞 。如果人类将来利用这些漏洞未来的世界会发展成什么样子?
很多人听过双缝干涉实验后会认为“玄之又玄” , 于是有了“遇事不决量子力学” 。实际上 , 量子力学是人类了解宇宙底层逻辑的敲门砖,而双缝干涉实验则是量子力学核心的显现,下面我聊聊双缝干涉实验到底多“诡异”,它揭示了宇宙哪些核心?
薛定谔的猫、上帝掷骰子、平行宇宙哪来的?
由于量子太过抽象 , 因此我们把量子现象过渡薛定谔的猫,再回到双缝干涉实验就容易理解了 。这是薛定谔给我们理解量子力学的好例子 。
话说?。?有个封闭的盒子里面装一只猫,然后一个量子装置连着毒药瓶,猫的生死取决于量子性质,如果量子发生衰变猫死,反之则没事 。换句话说,猫的生死间接表现了量子的性质 。实验的问题是猫最后是死的,还是活的?
各路大佬都说出了自己的看法,主流看法有三个:
哥本哈根学派,波尔:这是只 量子猫,它在盒子里的概率是100%的可能性是活的,同时100%可能性是死的,两种状态同时存在,叠加在一起,当你打开盒子一瞬间,猫的生死才会表现出来 , 生死的结果是随机的 。
爱因斯坦、薛定谔:猫50%是死的,50%是活的,我们打开盒子之前它就已经死了,或者还活着,我们打开盒子看到的是结果,而不是诱发结果 。
爱因斯坦:波尔,按你的意思是打开盒子时 , 上帝发现有人要来看结果了,赶紧摇号决定了猫的生死?
波尔:你别管上帝能干什么!
休?埃弗雷特:安静安静 , 我还没说呢!首先波尔的叠加态我是认同的 , 但是100%+100%=200%,打开盒子前与打开盒子后应该守恒才对,因此我认为如果打开盒子时猫死了,那么活着的猫应该存在于另外一个世界中――平行宇宙 。
爱因斯坦、薛定谔、波尔:你厉害,我们竟然不知道如何证明你说的是错的!
故事先到这里,看得懂看不懂没关系,先说结果:波尔是对的!而平行宇宙证明不了,最多算假说 。在这个故事中有几点很重要:
1. 猫即死又活的状态――叠加态
2.打开盒子意味着观测 ,  观测会让叠加态随机坍缩为单一状态。(上帝摇号?。?
3.前两点 ,  打开前与打开后 , 还隐含了波粒二象性 。(下面再说)
光到底是什么?――双缝干涉的“诡异”
接下来我们看双缝干涉,这事要先从牛顿说起,源于一个看似简单 , 然而谁都答不上来的问题――光是什么东西?
图:牛顿三棱镜实验
牛顿作为当代学霸 , 为光学做出了不少贡献,比如阳光是由多种光混合而成的三棱镜实验就是他搞出来的 。他认为光又能反射,还折射,运动轨迹会改变,就像乒乓球扔墙上会反弹回来,因此它最小的单位应该是粒子 。
十九世纪,托马斯?杨反击牛顿,他只干了一件事,让一束光通过了两条小缝,后面有块感应屏 。“按照牛顿的说法”这个实验的结果应该是两条条纹 , 如下面:
实际上却出现了下面的结果:
于是老杨说光就像下面的水波一样,其实波:
通过缝隙的光波变成了两个波,两个波接触干涉,出现和水一样的现象,于是在屏幕上显示出干涉条纹 。
这就是双缝干涉实验,但是诡异的事情是量子力学的双缝干涉实验 。
好景不长,随着黑体辐射实验,普朗克发现光能量是一份一份不连续的,爱因斯坦发现光电效应,即光与原子作用时是以粒子的形式交换能量的 。于是大家重新审视双缝实验,对它进行升级 。
既然光是一粒一粒的,那么我们把光子一粒粒通过双缝会发生什么?(实际实验用的是电子,道理是一样的)
大佬们很快地照着两条缝像机关枪一样发射一梭子电子,显示屏上随机出现大量的粒子,但站远点看这些粒子同样组成了干涉条纹 。既然是粒子,为何会发生干涉?
于是有人认为一大堆电子在一起挤来挤去的所以发生了干涉,有点像儿童乐园里的海洋球 , 当你跳进去,海洋球虽然是一粒一粒的,但是会像波一样往向外扩散,于是就有了虽然是粒子但同样会发生干涉 。但真的只是这样吗?
图:实验结果
科学家再次做了实验,改成了“手枪式”发射,“啪”打一发电子,电子到达了感应屏,再打下一发,杜绝了两个电子在运动时发生干涉 。然而科学家懵了 , 快点打和慢点打,结果是一样的 , 屏幕还是出现了波动性,才会出现的干涉条纹,而不是两条条纹!也就是说单个电子发生了干涉 , 那么它和谁干涉呢?就两个缝 , 它只能选一个穿过 , 另一个缝没有电子出来,上哪干涉去?
为了解决了问题,大佬们就在实验中安上了光电探测器“去看它”,看看电子是如何完成干涉的!结果发现电子老老实实的在感应屏上形成了两条条纹 。大家:上帝,告诉我发生了什么!
上面的故事已经给了答案:波粒二象性
先按不靠谱的平行宇宙理论来解释:你不看时 , 电子即从A缝过去,又从B缝过去,然后发生了干涉,你可以理解为量子出现了一个分身 。如果你去看它,宇宙就分裂了 , 如果电子从A缝进入,那么平行宇宙中的电子就从B进入,是我们去探测引起了宇宙的分裂 , 导致处于两个宇宙中的电子(分身)无法形成干涉 。
波尔的解释:前半段和平行宇宙一样,电子处于叠加态,这是一个波的状态,但当你去看它,就随机坍缩成了粒子态 。
爱因斯坦:无法解释!肯定有什么我们还没弄清楚的,反正上帝是不会摇号的 。
图:我们印象中电子在原子中是这样的
图:实际上它是这样的,因此也叫电子云,具有概率性、波动性 。
到目前的科学研究成果来看,波尔是对的 。量子具有波粒二象性 , 这是量子力学的核心 。一个电子同时具有波与粒子的性质 。
当它没有坍缩成粒子时 , 虽然也是以单个粒子发射,但波的性质也在发挥着作用,当你发单个电子就类似于发射出水波,你发射了一堆电子,其实就是在发射一堆波,这些波都会按着干涉后的结果显示在感应屏上 。当你探测电子,它坍缩成单独的粒子性质,所以一堆电子打出去,没有发生干涉 , 只出现两条条纹 。
如果不理解量子的性质就会觉得,我不看出现干涉条纹,我看了却不干涉了,似乎有点“恐怖”,理解了就理所当然了,量子力学是目前人类发现的宇宙最底层的逻辑,它可以解释宇宙起源,大到宇宙的构成 , 小到组成宇宙最小结构的粒子的形成 。
波粒二象性为什么恐怖,让无数物理学家头疼的波粒二象性到底是什么?

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4、电子双缝实验为什么恐怖 证明世界是虚幻而且由意识控制的【波粒二象性为什么恐怖,让无数物理学家头疼的波粒二象性到底是什么?】 双缝实验作为世界十大经典物理实验之一,却令人产生恐惧,那到底双缝实验为什么恐怖呢?因为这个实验,很有可能否定这个世界 , 亦或者说 , 这个世界原本就是一个幻象,而我们自己是否真实存在都不一定,也许你认为不可能,但是这个实验却能够证明这一点 。
一、双缝实验的原理
电子双缝实验是一种演示光子或电子等等微观物体的波动性与粒子性的实验 。微观物体可以同时通过两条路径或通过其中任意一条路径,从初始点抵达最终点,但是路径的程差导致微观物体物理行为的量子态发生相移,产生干涉现象 。
二、双缝实验恐怖的原因
双缝实验看起来就像是一个普通的物理实验,但是当你观察这个实验的过程 , 你就会明白双缝实验为什么恐怖了 。电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,但即使是一个个电子发射,却也同样会发生干涉现象,当科学家想要研究其原因的时候,却发现这种干涉现象又诡异消失了……
单光子双缝干涉实验表明 , 每次只发射一个光子,发射若干次后,投射面依旧会形成明暗交替的影像 , 也就是说光子自己与自己产生了干涉,产生了明暗交替的影像 。这一事情还没有解决,却发生一件更诡异的事情,当用仪器对双缝进行精确测量 , 确定光子从哪个缝通过的时候,干涉条纹就消失了 。
简单一点说就是,你不去测量,它就会与自身产生干涉,形成明暗交替的光斑 , 但如果你去测量,它就不会干涉,也不会形成明暗交替的光斑 。我们作为观察者,改变了原本要发生的一切 。这意味着什么?我们的一个动作,可以决定电子过去的动作,意味着我们没有看电子的时候,它是不存在的东西,当你看它的时候,它就在那里 。
科学家将其解释为:因为它居然认为世界是由意识决定的 。电子既是一种粒子,也是一种波,具有波粒二象性,在每一个特定的时刻,它只能是其中之一,但这取决于是否有人观察它 。没人观察它的时候,它就是波,有人观察它的时候,它就变成了粒子 。
用宏观的方式来表述,就是,你明天要去菜市场买菜,你明天去了,那里就是菜市?。悴蝗?,那里就是个洗浴中心 。与我们所认为的世界完全不同 。你自以为了解身后的世界,但实际上,在一转身的一瞬间 , 你身后的世界才会变成你看到的世界,但是在你看到它的前一秒 , 并不是你看到的那样 。
电子双缝实验证明了这个世界是虚幻的,所有你看到的一切都不是真实的样子,但却是你生活的样子,世界每一秒都在变化,就在你转身的那一刻,想看你看到怎么样的世界,你就会看到怎么样的世界,因为只是幻象 , 至于这些幻象究竟是如何存在的,至今还是一个谜 , 双缝实验的奥秘,也至今无人能懂~~
波粒二象性为什么恐怖,让无数物理学家头疼的波粒二象性到底是什么?

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5、波粒二象性为什么恐怖波粒二象性:顾名思义,就是即是波又是粒子 。
这实验确切地证实了光的波动性质 。奥古斯丁?菲涅耳提出惠更斯-菲涅耳原理,在惠更斯原理的基础上假定次波与次波之间会彼此发生干涉,又假定次波的波幅与方向有关 。
惠更斯-菲涅耳原理能够解释光波的朝前方传播与衍射现象 。光波动说并没有立刻取代光微粒说 。但是,到了十九世纪中期 , 光波动说开始主导科学思潮,因为它能够说明偏振现象的机制,这是光微粒说所不能够的 。
在双缝实验里,从光源传播出来的相干光束,照射在一块刻有两条狭缝的不透明挡板。在挡板的后面,摆设了摄影胶卷或某种侦测屏 ,用来纪录到达 的任何位置 的光束 。最右边黑白相间的条纹,显示出光束在侦测屏的干涉图样 。
十九世纪早期 , 托马斯?杨和奥古斯丁?菲涅耳分别做出重大贡献 。托马斯?杨完成的双缝实验显示出,衍射光波遵守叠加原理,这是牛顿的光微粒说无法预测的一种波动行为 。