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科学的神话-双缝干涉实验,我们的观察真的会影响光子的行为?

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今天小编给各位分享物理实验论文的知识,文中也会对其通过科学的神话-双缝干涉实验,我们的观察真的会影响光子的行为?和双缝干涉实验中为什么观测的动作会影响到实验结果?等多篇文章进行知识讲解,如果文章内容对您有帮助,别忘了关注本站,现在进入正文!

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  • 科学的神话-双缝干涉实验,我们的观察真的会影响光子的行为?
  • 双缝干涉实验中为什么观测的动作会影响到实验结果?
  • 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?
  • 为什么观察者会影响光的双缝实验,影响的因素是什么?
  • 一、科学的神话-双缝干涉实验,我们的观察真的会影响光子的行为?

    在网络里流传着这么一个关于量子力学的神话:我们的意识决定了微观粒子的行为,甚至决定了物理世界的客观实在性。这是真的吗?这篇文章将为你破除这个神话,回复科学的本来面目。这一切都要从一个实验说起。

    缘起——光的微粒说与波动说之争

    从牛顿时代开始,光的性质问题就在科学界引起了争论,当时科学界有两种截然不同的观点,一种观点是牛顿所认为的光是微粒,另一种观点是胡克、惠更斯等人所认为的光是波。由于牛顿在物理学界统治性的地位和威望,使他的光微粒说盖过了光波动说,成为此后一百年科学界的主流观点。

    直到牛顿《光学》发表一百年后的1801年,英国科学家托马斯·杨以一个实验逆转了这种形势,使光波动说再度复活,甚至成为了主流,这个实验就是——双缝干涉实验

    光波动说的有力证明——双缝干涉实验

    双缝干涉实验是从单缝衍射实验衍生出来的,让一束光经过相距很近的两条狭缝后,投射到缝后的屏幕上,一般来说,当光经过一条竖着的狭缝时,会发生衍射——光绕过障碍物弯散传播的现象,在屏幕上看到的并不是一条竖着的亮纹,而是一条横着的亮带。(如下图上部分)这种现象早在17世纪就被意大利耶稣会神父弗朗切斯科·马里亚·格里马尔迪发现,并把它命名为衍射

    而当两条缝的亮带在屏幕后重叠时,理论上应该会显示一条更亮的光带,但神奇的事情发生了,最终在屏幕上显示的却是一条条明暗相间的条纹……(如下图下部分)

    这是一件很诡异的事情,因为在这些条纹的暗纹上,原来应该是有光的,但当两条缝的光重叠后,那些位置却变成了没有光。这种现象用牛顿的微粒说似乎无法解释,托马斯·杨从水波的干涉里得到启发,提出光是一种波,暗纹是光波互相干涉产生的。

    光微粒说复活——爱因斯坦的光电效应

    人类对宇宙的认知革命永远是由极少数天才推动的。在双缝干涉实验证明光的波动说后又过了一百年,一位天才再次刷新了人们对光的认知,这位天才就是二十世纪最伟大的物理学家爱因斯坦。

    1905年,物理学博士刚毕业,还是专利局小职员的爱因斯坦发表题为《关于光的发射和转化的启发式观点 》的论文,以光作为能量子即光量子的形式解释了光电效应现象。这一开创性的理论使他获得了1921年度的诺贝尔物理学奖。

    粒子与波的探究——单光子双缝实验

    光量子的提出使光微粒说再度复活,但问题随之而来:光究竟是粒子还是波?两种形式都有实验证据,似乎两个都对。但是问题又来了,波和粒子是两种截然不同的特性,光在什么情况下会表现出波的特性?什么情况下又会表现出粒子的特性?

    光量子假说提出四年后,一位英国的物理研究生杰弗里·泰勒设计了一个弱光双缝实验,他利用熏黑的玻璃极大限度地降低了光源的亮度,直到理论上在光源与屏幕之间任意时刻最多只有一个光子经过,然后利用照相机的感光胶片超长时间的曝光,记录下了经过双缝的光。

    当照片冲印出来,神奇的一幕出现了,即使光子一个个地通过双缝,最后曝光的照片里依然出现了清晰的明暗干涉条纹。

    这意味着即使只有一个光子通过双缝,依然产生了干涉,那究竟光子跟谁干涉?似乎只能有一种解释:光子跟自己干涉了。

    奇怪的物理——光的波粒二象性

    这个问题直到10多年后才被法国科学家德布罗意解决。他在其物理学博士论文中提出了波粒二象性,他指出不单光子,所有的微观粒子都同时具有波的特性,他称之为物质波。物质波理论预言了单个电子过双缝也能产生干涉条纹。

    光波什么时候成为粒子?

    在确定了光的波粒二象性后,一个问题横亘在科学家面前:光波是什么时候成为粒子的?

    一个显而易见的事实是:在所有的实验里,光最终都是以粒子的形式呈现的!比如在光电效应里轰出电子,在曝光不足的照片里呈现的也是一些零星的光点,所以答案显而易见:光在被观察到的时候是个粒子。也就是观测使波成为了粒子?如果测量发生得更早又会如何?科学家决定升级双缝干涉实验——测量粒子通过哪一条缝。

    科普书里的神话——你一看,干涉条纹就消失……

    很多人看到科普里关于双缝干涉观测实验的描述都是这种近乎神话的故事,有的故事里用摄像机拍摄,有的故事里更干脆,直接拿眼睛看。这些描述显然并非事实,只是一些虚构的思想实验,现在看来,这些思想实验有极大的误导性。

    直接观察并不会导致干涉条纹消失!无论是用眼睛看还是用摄像机拍都不会!

    揭秘——观测导致干涉条纹并不诡异

    跟很多人的想象可能不一样,科学家实际上并不是被观察干涉就消失的实验结果吓到,而是这结果早就在他们的预料当中。科学家实际要进行的不是观察,而是测量!

    他们要测量粒子是从哪一条缝通过,怎么测量?以光子为例,没有任何方式在不干扰光子的情况下从侧面看到光子,因此测量的方式实际上就是让光子仅能从其中一条缝通过……比如在其中一条缝上放一个垂直偏振镜,这样,所有水平偏振的光子就都不能从这条缝经过……

    看到这里聪明的你一定已经发现猫腻了,这特么就是让光只能从其中一条缝经过啊?这不就相当于过单缝了吗?前面我们说过光子是跟自己干涉的,现在光子只能穿过其中一条缝,还跟谁干涉去?……

    真正诡异的是什么?

    综上分析,观测导致干涉条纹消失并不诡异,但这并不表示量子力学就不诡异了!量子力学真正诡异之处在于微观粒子在被观测到之前所处的“波”态!这个波的状态被称为叠加态,量子力学真正诡异的地方就在这个叠加态!但这已经不是这篇文章要讨论的范围了,我们以后有机会再说说叠加态。

    下一篇文章我会介绍另一个科学神话——延迟选择实验!现在真能改变过去?敬请关注。

    如果对量子力学感兴趣,可以看看爱较真的戴老师的专辑《极简量子物理教程》。戴老师是中科院理学博士,河南大学物理学教授。

    我是星宇飘零,关^_^注我,和你分享更多有趣科学知识。

    (以上图片来源于网络,如有侵权请联系删除)

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    一、双缝干涉实验中为什么观测的动作会影响到实验结果?

    粒子和波,这两个并不相关的物理学概念在光的身上实现了融合。

    在最初人类试图探寻光的奥秘的时候,曾将其归结为一种粒子,所谓的光束就是大量粒子所组成的粒子束,对于光的粒子学说曾经主导了将近两个世纪。而后,一个著名的物理学实验出现了,那就是双缝干涉实验。

    在双缝干涉实验中,首先让光穿过一条狭窄的细缝,然后再穿过两条平行的缝隙,而后就会在后面的背板上呈现出干涉条纹。是的,后面的背板上出现的并不是两条光纹,而是一组光文,这组光纹就是干涉条纹,干涉是波的特性,于是人们认识到光不是粒子,而是波。


    对于光是波的认识同样是不完善的,直到后来量子力学出现,人们才给了光一个相对合理的解释,光具有波粒二象性。

    同样,也是因为量子力学的发展,人们发现此前的双缝实验其实是充满奥秘的。在宏观世界中,双缝干涉实验的结果只是说明了光具有波的特性,平淡而无奇,但当人类开始着眼于微观世界后,双缝干涉实验中一个个令人费解的问题开始呈现在人们的眼前。

    通过狭窄细缝发射光束后,光会通过两条细缝产生干涉条纹,但如果我们发射的并不是一个光束,而是一个光子,结果应该如何呢?


    其实这很容易想象,对于一个光子而言,它只能选择两条缝隙中的一条穿过,最后会在背板上呈现出一个光点,但实验结果并非如此。

    如果在实验中发射单个光子,最后同样也可以得到干涉条纹。这一实验结果非常令人费解。也就是说当一个光子面对两个缝隙的时候,它并没有进行选择,而是同时穿过了两条缝隙,一个光子在同一时间同时穿过两条缝隙,并最终产生干涉条纹,这是一个常识无法理解的事情。我们只能够得到一个结论,那就是单个粒子能够实现自我干涉。在实验中的确是一个光子同时穿过两条缝隙并且产生干涉后再次组成一个光子。


    粒子能够自我干涉的现象并不局限于光子,使用任何其它粒子都能够得到同样的实验结果,比如将光子换成电子,结果也是一样的。

    如果说单个光子的干涉现象足够令人费解,那么接下来的内容则可能令人陷入沉思。那就是对实验过程的观察,竟然会影响到实验的结果。单个光子的干涉现象使得科学家们很想弄清楚单个光子是如何同时穿过两条缝隙的,于是便开始了对实验过程的观察。观察的方式很多,比如在双缝处加上探测器,记录光子穿越缝隙的过程,可是当人类开始试图观察这一实验过程的时候,实验结果却发生了变化。


    只要人类试图观察光子是如何穿过两条缝隙的,干涉条纹马上就会消失,在背板上所呈现出来的就是两道条纹。

    而当人类取消观察后,干涉条纹又再次出现了。这不仅令人费解,还产生了一种神秘的色彩。我们只能够知道单个粒子能够产生自我干涉,却永远无法知道这个干涉的过程。

    此后,这一量子力学领域的有趣实验又被引申到很多不同的领域,特别是在哲学上引发了不小的波动,因为这一实验结果足以让人对世界的真实性产生质疑,当仰望星空的时候,我们会想,月亮挂在天上,可如果我们转过身去,月亮真的还会在天上吗?

    二、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?

    有人不断的在网上嚷嚷,双缝干涉实验的结果让科学家感到恐怖。这种说法实在有些夸张和故弄玄虚,双缝实验反映出来的现象,实际上涉及了量子力学里面最基本的问题,成为量子力学立论之本。量子力学的许多重要理论都是由这个实验引发出来的,如不确定性原理、量子纠缠、平行宇宙、薛定谔的猫、波函数坍塌等等。

    但这一切都源于科学家们几百年来孜孜以求探索“光”的奥秘,从而引领人们看到了一个不同的世界,催化出再次改变世界的量子力学。这个过程漫长而卓绝,今天我们就一起来捋一捋,看看能从中得到什么启示。

    伽利略启动了对光的研究。

    我们谁都知道,光给世界带来光明,没有光,就看不到一切,也就没有我们的世界。但自古以来,人们对光并没有引起重视,因为光从来就有,是一种永远存在自生自灭的玩意,这种不需吹灰之力就得到的东西,根本不会引起注意。一直到现代实验科学的祖师爷伽利略开始对光速产生了好奇心,并展开了对光速的测量,光的某些性质才开始引起了人们的重视。

    伽利略的测量方法很原始,他和徒弟分别站在相距1英里的两个山头,各拿着一个灯笼,用秒表计算各自举灯的间隔时间。他试图这种简陋的方式,测量出每秒30万千米的光速,当然是徒劳的,无功而返。但他坚定的认为光是具有速度的,只不过极快而已。

    伽利略虽然没有的到光速值,但启动了世人对光速的好奇心,一代代科学家不断改进测量光速的方法,终于在上世纪八十年代,最终确定了精准的光速值,即光速c=299792458m/s(米/秒)。人们从光速测量开始,不但对光速开始感兴趣,而且对光的性质也开始了探索。

    关于光到底是什么的探索。

    最早对光的性质提出假设的是法国哲学家、数学家、科学家勒内·笛卡尔,他在1637年发表的《正确思维和发现科学真理的方法论》(简称方法论)一书中,提出了光的两种假设,一种认为光是类似于微粒的一种物质,另一种认为光是一种以“以太”为媒介的压力。他没有明确说光是一种波,却为未来光的粒子说和波动说之争埋下了伏笔。

    1655年,意大利波伦亚大学数学教授格里马第发现了光的衍射现象,由此推想光可能是与水波类似的流体。他通过小孔成像实验,进一步得出了光是一种能够以波浪式运动的流体。事实上他已经通过两个小孔实验得到了光的干涉条纹,但并没有认识到这是光的双缝干涉现象,只认为是光的波动,可以认为,他是光的波动说最早倡导者。

    1663年,英国科学家波义耳发现了颜色不是物体本身的性质,而是光照射的效果,他首次记载了光照射肥皂泡和玻璃球留下的彩色条纹,进一步支持了格里马第的说法;不久后,英国物理学家胡克重复了格里马第的试验,并通过对肥皂泡的观察提出了“光是以太的一种纵向波”的假设,认为光的颜色是由其频率决定的。

    1672年,牛顿发表了《关于光和色的新理论》论文,描述了他做的光色散试验:他把太阳光通过一个孔照射到暗室里的棱镜上,在对面墙壁上会得到一个彩色光谱。他认为复合的白光就像不同颜色的微粒混合在一起,通过棱镜的分解把这些微粒分开。由此他建立了光的微粒说,认为光是由不同颜色的微粒组成。

    光的波动说和粒子说之争。

    波义耳、胡克等发现了光的颜色,似乎成为引发光的波动说和粒子说之争的导火索,从此这个争论进行了200年。

    1672年,由胡克和波义耳等组成的英国皇家学会评议委员会,对牛顿提交的《关于光和色的新理论》论文予以了否定。而这个委员会的主席就是胡克,这激起了牛顿的争论之心,他开始并没有完全否定波动说,也并不偏执于粒子说,但从此开始了对波动说的反驳。

    1675年牛顿在《说明在我的几篇论文中所谈到的光的性质的一个假说》文章中,再次重申了他微粒说,对胡克的波动说进行了反驳。但此时两方面都还没有形成完整的理论,论战并没有完全展开。

    后来,荷兰著名天文学家、物理学家和数学家惠更斯加入了争论。惠更斯在担任巴黎科学院院士期间,曾到英国旅行并与牛顿会见,他们交流了对光本质的看法,两位大师彼此欣赏。但惠更斯回到巴黎后,重复并研究了牛顿的光学实验,也仔细研究了格里马第实验,认为其中有许多现象都是微粒说无法解释的,因此他最终支持了胡克的波动说,由此与牛顿产生了分歧。

    1678年,惠更斯向巴黎科学院提交了《光轮》的论著,系统的阐述了光的波动理论,成为波动说完整理论的提出者。同年,他发表了反对微粒说的演讲。他认为,光是一种机械波,光波是依靠物质载体传播的纵向波,传播媒介就是“以太”。他根据这一理论,证明了光的反射定律、折射定律,并且较完美的揭示了光的衍射、双折射现象,还有著名的“牛顿环”实验。

    1990年,惠更斯的《光论》正式出版,惠更斯对波动说的宣传一直没有停止,他说,如果光是由粒子组成,在传播过程中就会相互碰撞,一定会导致光的传播方向改变,事实并没有这样。而牛顿进行了针锋相对的反驳,他提出了两个论点:一是光如果是波,就会同声波一样绕过障碍物,不会产生影子;二是波动说无法解释冰洲石的双折射现象。另外牛顿还把物质的微粒观推广到整个自然界,并与自己的质点力学体系融为一体,强化了微粒说的地位。

    牛顿在反驳波动说过程中,也逐步建立起完整的微粒说,这些观点,集中体现在了他的光学著作《光学》中,这部著作在1704年出版,此时惠更斯和胡克都已经去世,波动说无人应战,牛顿从此成了一家独大。随着他威望地位不断提升,人们开始对他只有膜拜仰视,坚信他的结论而不敢质疑,由此牛顿微粒说在整个18世纪占有绝对统治地位。

    光电效应的发现让人们对光的性质认识发生突破。

    牛顿无以伦比的学术地位,让他创立的粒子理论在一百多年里无人敢于挑战,惠更斯、胡克等的波动理论渐渐被淡忘。这种状态一直延续到十九世纪初期,英国医生、物理学家托马斯·杨的双缝实验,像一颗石子掉进平静的水面,让被忘却的波动说又泛起了涟漪。

    托马斯是个奇人,涉猎广泛,在力学、数学、光学、声学、语言学、动物学、考古学等方面都有很高造诣,而且还很会享受生活,对艺术、美术都有浓厚兴趣,能够演奏所有乐器,还擅长骑马,能够杂耍走钢丝。

    托马斯的双缝实验,从光源传播出来相干光速,照射在一块刻有两条狭缝的不透明挡板,在挡板的后面摆放着摄影胶片或某种侦测屏,得到的是黑白相间的条纹,显示出的是光束干涉图样,符合衍射光波遵循的叠加原理,是牛顿光微粒说无法解释的一种波动行为,确切的证实了光的波动性。

    但托马斯的这些实验看似石破天惊,但并没有引起物理学界的足够重视,也没有彻底解决微粒说与波动说的矛盾和争论。这时候电磁学已经风生水起,涅菲尔、麦克斯韦、赫兹等一批光学、电磁学大佬横空出世,担当起了理论突破的重任。

    奥古斯汀·让·涅菲尔用新的定量形式建立了惠更斯--菲涅尔原理,完善了光的衍射理论;詹姆斯·麦克斯韦预言了电磁波的存在,提出麦克斯韦方程组,并计算出电磁波波速等于光速,由此提出了光波就是电磁波的猜想;赫兹则实实在在的发现证明了电磁波的存在,并通过实验确认了电磁波是横波,具有与光类似的特性,如反射、折射、衍射等,并提出了光电效应。

    人类对光的认识越来越接近本质,人们通过对光电研究,量子理论已经呼之欲出了!

    爱因斯坦石破天惊,确立了光的波粒二象性。

    爱因斯坦相对论已经是现代物理学的最重要基石,让人们津津乐道,但很多人并不知道他还有一个重大贡献,就是“光电效应定律”的发现,这个理论在他的论文《关于光的产生和转化的一个推测性观点》中阐述出来,由此他获得了1921年诺贝尔物理学奖。

    这篇发表于1905年的论文,提出了光电效应的光量子解释,人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。几百年争论各执一词,原来都对都不对,原来光既有粒子性又有波动性,早知道把这两种理论合在一起不就皆大欢喜了。

    事情当然没有那么简单,并不是爱因斯坦捡了便宜,而是他在前人实验基础上,通过严密的数理逻辑,论证了光量子的运动规律,提出了“爱因斯坦光电效应方程”,证明了光子能量等于频率乘以普朗克常数,提出光子的动量与波长的关系式p=h/λ。

    在此基础上,他很快创立了更加石破天惊的狭义相对论。

    1924年,德布罗意提出了“物质波”的假设,认为一切物质都具有光一样的波粒二象性性质,因此电子也会具有干涉和衍射等波动现象。他把爱因斯坦的光子动量与波长关系式推广到一切微观粒子,认为具有质量m和速度v的运动粒子也具有波动性,这种波的波长等于普朗克常量h跟粒子动量mv的比,即λ= h/(mv)。后来的电子衍射实验证实了他的猜测。

    至此,一切越来越明朗,但随之诡异出现了。

    既然光子和一切微观粒子具有波粒二象性,那么所谓的双缝实验又被人们捡了起来,开始了更加细密的观测,随着观测手段的不断提升,一系列诡异现象出现了。由此得到的各种实验得到的结果是:

    1、干涉现象并不限于光子、电子、质子、中子等基本粒子,任何粒子,都会产生干涉现象,甚至一些大分子结构,如富勒烯也会产生类似干涉现象。

    2、单独发射的单个电子也会产生干涉现象,表明单独电子似乎可以同时刻通过两条狭缝,并且自己与自己干涉。

    3、用探测仪器观测光子从哪一条缝经过,获得光子路径信息,会导致干涉消失,光子不再呈现出波的状态,而是以粒子形态留在背景屏。

    4、量子擦除和延时实验结论是,探测光子路径信息会消除背景屏的干涉光栅,如果擦除路径信息,干涉光栅又会恢复。

    5、两个相互纠缠的光子远距离分开后,观测A光子的路径信息,会即时影响B光子的行为,干涉图样消失;同理,观测B也会影响到A。

    这种双缝实验的观测一直研究了整整一个世纪,催生出量子力学的哥本哈根诠释,又引起了近一个世纪的争论。这次争论是量子力学创始人爱因斯坦、薛定谔等,与同样是量子力学大师的波尔、海森堡、玻恩、海森伯、泡利等哥本哈根派之争。

    哥本哈根诠释和薛定谔的猫。

    哥本哈根诠释就是波尔、海森堡等在哥本哈根大学创立的学派,对量子微观世界一些诡异现象的一些解释,这些解释包括量子波粒二象性、不确定性原理、波函数描述原理等。就是量子总是表现出波和粒子的两种状态的叠加态,人类无法同时知道微观粒子的动量和位置,测量动作会导致叠加态波函数坍塌,原本的量子叠加态态会概率地坍缩成允许测量的某种量子态。

    这些理论我们都可以从上述双缝实验结果中窥视一斑,是微观世界真实诡异般存在的现象,似乎哥本哈根诠释并没有错。但爱因斯坦和薛定谔同样是量子力学大师,却表现出不同的看法。他们认为这个诠释只是量子世界一些表面现象,因此量子理论是不完备的,这个里面应该含有我们没有发现的规律机制,也就是所谓“完备局域隐变量”,只要找到这个就能够掌握量子运动规律。

    薛定谔为了批驳哥本哈根诠释的不确定性原理和波函数坍塌理论,弄了个“猫”思维实验,就是著名的“薛定谔的猫”。这个实验是假设一只被关在密闭盒子里的猫,随时可能被释放出来毒要杀死。一种放射性元素控制着一个开关,只要这个放射性元素衰变就会触发开关,释放毒药将猫杀死。放射性元素衰变是随机的,谁也不知道它什么时候衰变,因此在没有打开盒子前,谁也不知道这只猫的生死,只有打开盒子那一瞬间,人们才可以看到这只猫是生是死。

    这下就好玩了。薛定谔代表的经典可控派认为,猫的生死早就在没有打开盒子前就决定了,打开盒子只是知道了猫是生是死,并不是决定了它的生死;哥本哈根派则认为,没有打开盒子前,猫永远处于生和死的叠加态,可能生也可能死,是打开盒子观测才决定了它最终的生死,也就是叠加态坍缩成本征态。

    最终,这个争论以贝尔不等式实验证明了所谓“完备局域隐变量理论”不存在,哥本哈根诠释胜出,从此被科学界主流奉为正统理论。“薛定谔的猫”是薛定谔想用这样一个思想实验,把微观世界不确定性原理变成宏观世界不确定性原理,在宏观世界,这只“猫”当然是违背逻辑的,但微观世界的确有其特殊规律,量子力学正是揭示了这些特殊规律,才使人类对世界的认识有了颠覆性突破。

    综上所述,双缝干涉实验在量子力学的发展过程中,起着重要关键的纽带联系作用。这让我想起了古希腊哲学家、数学家、物理学家阿基米德一句话:给我一个支点,我就能够撬动地球。几千年过去了,人类并没有找到这个支点。但双缝实验特别像给了量子力学一个支点,让人类发现了完全不一样的世界。

    所以,双缝实验并不恐怖,只有窥探世界最隐秘深处谜底的窃喜,大自然最深处的秘密每发现一点,就能够为人类带来更多的幸福。量子力学的研究还仅仅是起步,还有许多需要深入探索的谜底,那么这个世界到底是爱因斯坦说的“上帝不会掷骰子”,还是波尔、海森堡等描述的“上帝真的在掷骰子”呢?要知道谜底,还需耐心拭目以待。

    就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。

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    三、为什么观察者会影响光的双缝实验,影响的因素是什么?

    因为光子的存在状态被观察者确定了,波函数在那一刹间完成了坍缩。至于到底为什么观察者能影响到微观世界的变化,如果有朝一日你发现了背后的原因的话,那么十个诺贝尔奖都不嫌多。

    我们都知道,现如今人类在前沿科技领域,所应用到的最新物理理论,就是“量子力学”。它几乎已经在我们生活的方方面面都已经出现,不论是手机,电脑,还是通讯技术等等,都一定程度上应用了量子知识。

    而量子力学带给我们最大的一个启迪,就是“量子纠缠”现象的出现。而人类对这种现象的探索,从“双缝实验”开始,就一直没有停止过了。双缝实验的最后,人们发现,光的存在性质到底是粒子还是电磁波;

    居然要取决于我们的观察。在人类没有对其进行观测时候,光子如何传递,是一个未知数;在人类观察了之后,那么,光子则会展现出一种截然不同的存在状态。

    直到上个世纪,量子力学的奠基人爱因斯坦,波尔,薛定谔等人展开了一场史无前例的大辩论,最终,确立了“哥本哈根诠释”,让后者成为了解释量子现象的主流学说。其实这场争论的结果,非常简单;

    就是宣告了所有人,量子的变化的确取决于我们的观察,在人类进行观测的那一刻,量子存在的状态,从“叠加”转变为了坍缩;就像我们决定观察光子的时候,它的波函数,在一刹间固定了。

    至于背后的原理是什么?开玩笑,许许多多站在人类智力最顶端的物理学家,一百年了,还是没有找到真正的原因。要是有一天,你能发现背后的真正影响因素的话,那么,不要说一个诺贝尔奖,就是把你封为不逊于牛顿,爱因斯坦的物理学家,也是实至名归了。

    关于物理实验论文的问题,通过《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?》、《为什么观察者会影响光的双缝实验,影响的因素是什么?》等文章的解答希望已经帮助到您了!如您想了解更多关于物理实验论文的相关信息,请到本站进行查找!

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