三百年前牛頓三大定律為物理學的發展奠定了基礎,一百年前愛因斯坦的相對論帶領了物理學走向鼎盛時期。與此同時量子理論的建立為近代物理學開闢了新天地。
如果把牛頓時期的物理學稱為「經典物理」,它描述了自然界中常見的低速運動及力學定律;愛因斯坦時期的物理學是「高速物理」,它描述了物體以光速運動的物理規律;與「經典物理」相對的是「量子物理」,它描述了微觀領域的物理規律。
量子理論的建立及發展過程是物理學史上的一場「災難」。
量子的「離散」性打破了物理學家的「連續」時空觀;電子在「能級軌道」上的「跳躍」運動,突破了物理學家對「運動模式」的認知範疇;量子不確定性原理限制了物理學家對自然現象的預知能力;量子波粒二象性以及疊加性顛覆了物理學家的科學理念;量子糾纏徹底改變了物理學家的世界觀。
到目前為止,物理學家對「量子領域」的研究還處於基礎層面(基本規律的科學應用),尚未觸及量子物理的根本(深層的本質),不能解釋量子現象背後的本質原理。
隨著科學的發展,未來物理學家必然會涉足量子的未知領域。近代科學史上,科學家做了許多和量子相關的實驗。通過實驗現象可以探索量子潛在的神秘領域,再深度思考,一窺究竟。
單光子雙縫實驗:
現在有一種儀器,每次只發射出一個光子,這時如果遮板上仍然有兩個縫隙A和B。依照傳統理論,該光子每次有且僅有以下三種情況中的一種:被遮板擋住;通過A縫;通過B縫。
因為要觀察投射面的光斑分布,所以不必考慮情況1。也就是說,只要光子通過了遮板,要麼從A縫通過,要麼從B縫通過。
按照這種傳統理論推導,在投射面會形成兩個均勻的光斑,因為每次只有一個光子通過,該光子無法與其他光子發生幹涉。但是實際的實驗結果讓人大跌眼鏡。就算每次只發射一個光子,投射出的光斑依然有幹涉條紋!逐漸形成的光斑圖像如下圖:
單光子雙縫幹涉實驗圖像實驗結果表明,就算每次只發射一個光子,在發射若干次後,投射面依然會形成明暗交替的影像。這就說明,每個光子似乎同時通過了兩個縫隙,自己與自己產生了幹涉!更讓人無法理解的是,如果用另一個儀器對雙縫進行精確測量,以確定光子到底從哪個縫經過,則幹涉條紋就會就會消失。換句話說,光子似乎能夠知道自己被測量,一旦被測量則它只會從一個縫中通過,沒有幹涉發生,也就沒有了明暗交替的光斑。我們作為觀察者,改變了整個事件。
實驗結論:
1)光子似乎具有「感知」能力。實驗中,光子能夠「知道」自己被測量。
2)光子似乎具有「分身」能力。實驗中,光子自己與自己產生了幹涉!
揭秘:量子的神秘領域
宇宙從何而來?宇宙由什麼構成?按照科學觀,宇宙是由物質構成的,物質是組成宇宙的基本元素。然而近代量子實驗發現,物質並不真實存在。宏觀物質由量子構成,但量子不是真實粒子,它是「能量場」的激發形式。量子沒有實在的物質屬性。因此,物質不是構成宇宙的根本。近代一些科學家提出「宇宙資訊理論」,認為構成宇宙的基本元素是信息。但至今為止科學家不能解釋「信息」究竟是什麼?在遙遠的過去世界上幾乎所有的文明古國都有對「靈」的記載。他們都認為宇宙是神靈創造的。
如果宇宙是「靈」演變的系統,那麼宇宙的構成及演化都在靈的控制中進行。宏觀物質是神靈呈現的「假相」,微觀領域會更接近神靈的本質。像光子、電子等量子,它們是「靈」屬性與「物質」屬性的分界點。若量子坍縮為粒子,它們就呈現出物質性(遵守物理規律);若量子處于波動狀態(不被觀測狀態),它們就具備「神秘」性(具備靈的神力)。所以,在實驗中光子不被觀測時就具備了「感知」與「分身」的能力。
結論:量子是「靈」與物質的分界點。一方面量子具有物質性(呈現出物質特性,目前科學上所有的量子應用都屬於這個領域),另一方面量子具有靈性(呈現出神靈一般的神秘力,目前科學不能應用這個領域)。
量子的靈性與物質性的調控方式是觀測行為。任何觀測行為都會使量子失去靈性,變為普通的物質粒子。反之,在不被觀測狀態量子具有神秘力。(宏觀世界裡,歷史上的一些特異功能大師在科學實驗檢測過程中,特異功能會消失。離開實驗檢測狀態,「功力」又可以恢復。)
量子神秘領域的開發與應用
實驗名稱:量子暗箱統計實驗
實驗方法及步驟:
1、設計一個量子暗箱。
暗箱滿足這些要求:
1)將一些量子放置於封閉的暗箱內,排除任何觀測行為。
2)大量的量子在暗箱內自由存在,並且能夠產生不同形式的反應。
3)打開暗箱時(代表觀測行為),暗箱內的所有量子坍縮為確定不變的結果。
2、大量重複實驗(首先讓量子在暗箱自由反應,然後打開暗箱使得量子坍縮為確定狀態),統計每次實驗結果。
3、通過大量數據分析,總結量子潛在的神秘規律(探索量子不被觀測狀態中的神秘行為以及規律)。
4、運用規律,延伸技術應用和開發。