簡單而又詭異的雙縫幹涉實驗

今天講個我在抖音上追了很多期的一個詭異的物理實驗。

實驗本身並不複雜在家都可以嘗試但是實驗結果很神秘可能 會顛覆三觀刷新認知。

在中學課本上就有的叫楊氏雙縫幹涉實驗，就是把光源放在一張開了一個小孔的紙片前，然後在後面再放一張開了兩道平行狹縫的紙片。

光從第一張紙片的小孔中射入，再穿過後面紙片的兩道狹縫，然後投到屏幕上，這樣會形成一系列明、暗相間的條紋，這就是光的雙縫幹涉現象。

這個實驗在物理學史上是一個聞名而經典的實驗，撼動了牛頓長達一百多年光粒子學說的統治，是光的波動學說被再次確認的有力證明，所以意義非同凡響。

隨著量子物理的誕生，人們深入到了粒子世界，物理學家們把光的雙縫幹涉實驗由光粒子變成了電子，重複這這個實驗。

物理學家把電子束從前木板的小孔中射入，讓電子概率性的穿過孔後的雙縫板，最後落入到後面的屏幕上，通過不斷的重複射入電子，屏幕上也出現了同光一樣的雙縫幹涉現象。

電子雙縫實驗同樣具有非凡的意義，這說明了電子，包括其它粒子在內，都與光一樣具有雙縫幹涉現象，這表明粒子也具有波性，粒子也具有波粒二象性，這是量子物理的一次顛覆性認識。

以上就是傳統 的雙縫幹涉實驗 。

=========進階版的實驗分割線======================

物理學家想不明白的是：電子是真正的實體粒子，為什麼會具有波性呢？是不是因為射出的一束電子裡，含有多個電子，電子會互相干擾，因此產生了幹涉現象？

如果上述推理正確，那麼實驗時，一次只射出一個電子，就應該不會再發生幹涉現象。

可是，奇蹟發生了，人們在實驗中，確保一次只發射一個電子，可最後還是出現了幹涉現象。

這怎麼解釋？單個的電子又與誰發生了幹涉？難道電子有分身術？一個電子怎麼可以同時進入兩個縫隙而發生幹涉呢？這也太困惑了！

直到愛因斯坦的光量子理論被認可，光的粒子學說才再次翻身，從此，光既有波性，又有粒子屬性的波粒二象性，最終被物理學確定下來。

這個實驗引發了量子物理的大地震，以波爾為首的哥本哈根派和以愛因斯坦、薛丁格為首的一派為此長期爭論。

波爾和海森堡為首的哥本哈根學派們認為：粒子具有波粒二象性，而且粒子性和波性處於疊加態，就是說粒子在某個時刻的特徵態既是粒子，也是波，具有概率疊加態。

這種解釋如果擴大到宏觀世界裡的意思就是：「是這個樣子，又不是這個樣子」，「 你走了又還在」，就是這種毫無邏輯的解釋。

這也包括愛因斯坦在內，他堅信大自然一定有一種規律在支配，確信「上帝不會擲骰子」。

同樣持反對態度的物理學家薛丁格，更是提出「薛丁格的貓」的思想實驗，認為這就好比在說：「一隻貓死了又活著」一樣的荒唐。

但波爾們堅持認為：粒子世界就是不確定性、概率性的疊加態的存在，確實有別於宏觀世界的荒唐，粒子遵守波函數的概率規律，觀察會導致波涵數坍縮。

後來的無數實驗驗證，支持著哥本哈根派們，他們取得了爭論的暫時勝利，建立起了量子理論的大廈。

實際到此為止如果看明白了實驗懂了它所代表的意義就已經開始讓人「懷疑」人生、世界和宇宙了。當然一定要科學的說那就是我們什麼都不懂因此什麼都是有可能的。

=======不願意進入思想哲學層面思考的分割線============

我們繼續說實驗。

1974年，梅裡教授又進行了電子雙縫幹涉實驗，不過這次梅裡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，但令梅裡教授沒有想到的是，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幹涉試驗，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。

這讓人有點毛骨悚然，電子們好象是有生命的或者冥冥中還有誰在主宰著，當人們用探測器時就消失，不用時就讓你看到。

=========這還沒完的分割線======================

有一位俄羅斯的大學教授每年都帶大一新生們做雙縫幹涉實驗。他和其它人不同的地方在，撮後光是投到螢光屏上然後列印出來看。

中間也是安排了微觀的探測器進行錄像，同樣每次只要一開動探測器，列印出來的幹涉條紋就消失了。不開就會列印出條紋。

一次實驗，如往常一樣打開了探測錄像，可負責的學生不小心把錄像的文件損壞了，結果當查看列印出來的圖像時所有人意外了——列印出條紋來了和沒開探 測器的結果一樣，而實際上探測器是開著不過是錄像文件壞了而已。教授後來又做了很多次實驗。發現只要錄像文件損壞蔌者人為刪除了就會列印出條紋，和沒開偵測器的結果一樣。最詭異的是，如果實驗中偵測器錄下了錄像，大家看過後當場當印是沒有條紋的，可如果一小時後刪除了錄像沒人看過再列印就有條紋了。這好象說明只有人看到或者說在觀測時才對結果有影 響和開不開或用不用探測器觀察沒關係。同時更可怕的是，一小時前列印的結果已經反應了一小時後是否刪除了觀測錄像的情況。這就很不好用現實世界的理論來理解了。發現這一實驗結果後這位俄羅斯教授向自已的學生們都下了封口令不願外傳結果，當然天下就沒不透風的牆最後還是傳到了網絡上。<完>

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