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量子力学最恐怖的实验

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-06-03
科学家们在双缝干涉实验中看到了什么,真的会令人恐怖吗?

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?

量子力学就诡异在它是微观世界中种种规律的一门学科。靠量子力学诞生的各种尖端科学成果,比如说量子加密,量子通讯,量子飞船。我们都知道,二十一世纪,人类在科学的各个领域都已经取得了充足的进步和突破,但是,我们对宇宙的探索,科学的扩展,仍然没有找到尽头。
时至今日,量子力学,已经成了前沿物理学最不可或缺的学科之一。但是,上世纪著名物理学家费曼,曾经对量子论有一个著名的论断,“没人能够真正了解量子力学”。

量子力学为什么如此晦涩难懂呢?它的诡异之处就在于,它和我们的宏观世界各种物理定律并不相同。归根结底,这是一门总结微观世界各种规律的一门学科,而微观世界和宏观世界,存在着两条截然不同的铁律。
二十世纪,爱因斯坦,波尔,海森堡等人都是量子力学的奠基人。但是,量子力学真正诞生的源头,还要追溯到十九世纪的双缝干涉实验。

当时,各大学者发现一个惊人的事实:光子的存在状态,居然取决于人们是否对它进行了观测。后来,量子力学的形成过程中,又经历了哥本哈根诠释相关的种种风波,可以说,到如今这个地步,是离不开历代科学家的努力的。
靠量子力学诞生的各类科学成果,自然也是不胜枚举。比如说,二十一世纪以来,我们发现的量子通讯,量子加密等等,都已经成了目前世界各国研究的重中之重。

包括人类日常生活中离不开的手机,电脑,都有赖于量子力学的进步。总而言之,量子论的重要性,是毋庸置疑的。未来,等到人们真正的掌握了量子力学之后,也会因此打开新科技时代的大门。

“薛定谔的猫”思想实验本意,其实是讽刺哥本哈根学派对量子力学的“叠加态”解释。最后,却成为了量子力学的一个最有名的科普故事。双缝干涉实验的恐怖之处在于,一个微粒子竟然具有波动性与粒子性两种状态。另外,通过人为观察,它还能做出状态改变,甚至产生“逆时空”的错觉。

先说说确定薛定谔的猫吧。

任何实验的出现,其实都是有时代背景和人文背景的,科学实验也不例外。

“薛定谔的猫”这个思想实验,出现于爱因斯坦“决定论”与玻尔“概率论”交锋的最后战场上。这时,爱因斯坦已经去世了,但是作为爱因斯坦手下第一大将的薛定谔,化悲愤为力量憋出了这个大招,来表达他的不满。

为什么不满?

因为,对量子力学的概率解释,以爱因斯坦为首的薛定谔一方是非常难以接受的。

你想想,我爱因斯坦创造了“光子”概念,你玻尔给我一堆模棱两可的概率解释,大家都还支撑你,我很郁闷。

再想想,我薛定谔创造了“波函数”,你玻恩也给出一个我无法接受的概率解释,你还得了诺奖,我很愤懑。

都是我们创造的东西,你们一伙只靠一个解释就牛逼了,还圈粉加V。苦力活都是我们做的,好处全被你们捞走了,能不愤怒吗?

(这样悲痛的心情,我是理解的)

这里其实也能看出,在物理学中,物理概念大于数学公式的重要性,理解大于应用。

说远了,再来说说老爱小薛等人反对的本质。

因为,世界上所有的物质都是由微观粒子组成的,如果微观粒子的运动是遵循概率的,那是不是意味着,宏观物体也是应该遵循概率?如果是这样,那是不是意味着我们在看月亮的时候月亮存在,我们没看月亮的时候,月亮就不存在了?这里是对玻尔等人对“波函数坍缩”解释的反对。

但玻尔说,我们明明说的是微观粒子,你用月亮来比喻,不合适啊。

于是,薛定谔想了一个办法,把微观物体的特征引入到宏观世界当中。简单来说,就是通过属于微观的元素衰变现象,来决定一只宏观世界的猫的生死。衰变触发毒气机关,猫即死;没衰变不触发毒气机关,猫即活。

因为通过量子力学“概率论”的解释,元素衰变在未经测试的情况下,被认为同时存在衰变与没衰变两种状态,这种状态称为叠加态。

这种“叠加态”和我们普通认知的所谓已经衰变了和还没有衰变是两个概念。叠加态的核心思想是同时存在。如果是这样的话,那这只猫就应该同时处于已经死了和还没有死的叠加态中。

但其实上,这个实验本质是荒谬的,没有科学依据。


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(编辑:崔诞苇)
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