雙縫實驗證明未來可以預測?為何科學家很恐懼實驗結果

2020-11-26 科技即正義

光的雙縫幹涉實驗很多人都知道,但是如果在雙縫幹涉實驗量子糾纏中加入量子糾纏,實驗的結果就會讓人感覺到恐懼。因為,光子仿佛可以預測未來,並且光子像一盒程序一樣會判斷。

雙縫幹涉實驗

首先將光的雙縫幹涉實驗簡單的複習一下,準備有兩個縫隙的紙板,讓一束光通過這兩個縫隙,如果光和我們的聲音一樣是波,那麼紙板背後的牆上應該出現因為兩個縫隙幹涉明暗條紋。可是在光電效應中,光的特性應該是和電子一樣是粒子,紙板上應該出現兩個聚集的光子帶,而不應該發生幹涉,一個光子怎麼可能同時穿過兩個縫隙。

所以科學家決定用電子來實驗,可是當一個一個發射電子時,還是出現了幹涉條紋。這就仿佛你開了一槍,一顆子彈同時穿過兩個縫隙,自己和自己發生了幹涉。於是科學家在兩個縫隙分別設置了感應器,可以感應電子通過縫隙,但是再實驗的時候,奇怪的事情出現了,幹涉條紋消失了,電子變成了粒子,規規矩矩的聚集到兩個區域,沒有自己和自己幹涉了。而當我們拿開了感應器時,幹涉條紋又出現了。以上就是我們熟知的雙縫幹涉實驗,所以我們知道了微觀粒子具有波粒二象性。

量子擦除

量子擦除是雙縫實驗的進階版,簡單的說就是我們不在縫隙上監測粒子,而是將縫隙到終點這段路做成兩段長短不同的路線,短的線路A和長的線路B,然後用一對量子糾纏的粒子(量子糾纏的兩個粒子,無論它們相距多遠,觀測一個粒子的狀態都能了解另一個粒子的狀態),然後我們通過粒子到達終點的時間來判斷粒子通過了哪個縫隙。這個時候粒子也能意識到它被觀測了,所以幹涉條紋消失了。而如果我們現在將長的那條線路變成和短的那條一樣長,這樣我們就無法判斷粒子通過哪條路了,幹涉條紋又出現了。

重點來了,通過這個裝置我們讓兩個粒子到達終點的時間不一樣,A路線的粒子通過縫隙的時候,B線路的粒子還沒到終點。這也就是說,A線路的粒子可以提前知道未來不會被觀測了,所以在在縫隙那裡直接表現出了波的性質同時穿過了兩個縫隙。這裡因為實驗場所的原因,這個時間差微乎其微,但是結果是一樣的。粒子可以預測未來,同理,如果我們將短的那條光路變長,B線路的粒子本來已經在縫隙表現出粒子性質,但是知道不會觀測了以後,B線路的粒子又表現出了波的性質,也就是說。我們通過觀測,將過去發生的事改變了。

這個結論就讓科學家很恐怖,第一,微觀粒子能意識到自己是否被觀測,這個觀測指的不僅僅是看,包含了通過技術手段去觀測,微觀粒子默認人類有足夠的知識能通過這些裝置去觀測它。第二,微觀粒子的未來和過去都是可以通過觀測來改變的。微觀粒子顛覆了傳統現實。

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    這個實驗最早是用來證明:光具有波動性。這是因為這個現象可以利用幹涉來解釋,明亮的條紋是相長幹涉區域,暗淡的條紋則是相消幹涉區域。 為了解決這個問題,科學家傑弗裡·泰勒爵士設計了一個技巧的雙縫幹涉實驗。他把入射光束的強度大大降低,使得在任意時間間隔內,最多只發射一個光子出來。這個時候,他就發現主要時間足夠長,最終還會有幹涉圖樣。這實驗告訴我們即便是每次只有單個光子,這個光子也可以同時通過狹縫,也就是說它自己和自己發生了幹涉。
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    (加微信:yzts111111,拉你進微信群,一起探索宇宙奧秘) 「讓科學家感到恐怖」的說法並不太嚴謹,只是實驗的結果太出人意料罷了
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  • 「雙縫幹涉實驗」到底發現了什麼?真的讓科學家感到恐怖嗎?
    實際上,量子力學是人類了解宇宙底層邏輯的敲門磚,而雙縫幹涉實驗則是量子力學核心的顯現,下面聊聊雙縫幹涉實驗到底多「詭異」,揭示了宇宙哪些核心?。薛丁格的貓、上帝擲骰子、平行宇宙哪來的?由於量子太過抽象,因此我們把量子現象過渡薛丁格的貓,再回到雙縫幹涉實驗就容易理解了。這是薛丁格給我們理解量子力學的好例子。
  • 雙縫實驗發現大恐怖,科學家無法解釋,或有「觀察者」存在?
    科學界要去證明某樣東西的存在最好的辦法就是做實驗,在研究光的性質上也不例外,格裡馬第作為第一個發現光的衍射現象的科學家,率先推測光是波的一種;而偉大科學家牛頓通過色散實驗發現光可以被色散,由此提出另一假說:光是一種粒子。
  • 雙縫實驗發現大恐怖,科學家無法解釋,或有「觀察者」存在?
    科學界要去證明某樣東西的存在最好的辦法就是做實驗,在研究光的性質上也不例外,格裡馬第作為第一個發現光的衍射現象的科學家,率先推測光是波的一種;而偉大科學家牛頓通過色散實驗發現光可以被色散,由此提出另一假說:光是一種粒子。兩種假說爭鋒相對了近三百年,終於以雙縫實驗結果而告終,雖然這個實驗的確證明了光的波粒二象性,但在實驗過程中卻發現了一些恐怖現象,讓科學家難以解釋。