為什麼說「雙縫幹涉實驗」可怕,它到底蘊含著怎樣的秘密?

為什麼說「雙縫幹涉實驗」可怕，它到底蘊含著怎樣的秘密？

為什麼人們總是對細思極恐的「雙縫幹涉實驗」感到十分畏懼，這項物理實驗究竟蘊藏了什麼秘密令人如此不寒而慄？難道詭異的電子雙縫幹涉實驗有著恐怖片一般的觀影感受？實際上，雙縫幹涉實驗之所以令人感到恐怖是因為這項實驗顛覆了數千年以來，人類對客觀世界的主流認知，簡單來說就是，當人類在認識世界、改造世界的的過程中，人們的意識決定著客觀對象的呈現形式，這一結論是不是十分的雷人呢？

在經典科學的認識論與方法論中，人們再一次強調認識活動中主體與客體的分離關係，並指出客體獨立於主體，主體的認識活動甚至無法對客體產生任何影響，千百年以來，這些原則也成為了人類的認識活動的基本原則，後來，還在牛頓等人的推動下不斷「大放異彩」，甚至無法撼動，隨著人類對世界基本認識的不斷深入、不斷擴展，當人們成功的打開了亞原子的大門時，也將一個驚人的秘密揭示，也就是極具裡程碑意義的電子雙縫幹涉實驗，1801年，英國科學家託馬斯揚的光幹涉實驗研究，為人類拋下了一個問題，即光的本質為何物，是粒子還是波？

物理學者們為此展開了爭論，然而，他們的探討僅僅局限於經典物理範疇，1961年，蒂賓根大學的克勞斯約恩松突發奇想後，利用電子進行了意義非凡的雙縫幹涉實驗，從而使得量子領域的潘多拉魔盒釋出了洪荒之力，17世紀，幾何光學之父牛頓建立了經典力學，他認為光是由不計其數個微小粒子組成的粒子流，也就是人們有所耳聞的光的粒子說，這一理論也合理的解釋了光的折射、反射等現象，從而導致隨後的100多年裡，光的粒子說成為了光的正統學說，直到1801年，託馬斯楊完成了光的雙縫幹涉實驗，並在實驗中證實了光是波，因為幹涉僅僅是波的特徵，從而導致光的波動說成功的取代了光的粒子說的地位。

100多年以後，人們在光的波動說中探索到了部分無法解釋的神秘現象，例如黑體輻射、光電效應等，從而導致愛因斯坦、普朗克等物理學家再次將光的粒子說搬回科學的舞臺，幸運的是，隨著量子力學的發展，人類首次指出光的波粒二象性，美國著名理論物理學家費恩曼曾說，雙縫幹涉是量子力學的核心實驗，它甚至包含了量子力學最深刻的奧秘，後來人類在經典力學的光的波動學說中逐漸懂得，雙縫幹涉現象實際上只是對光的波動進行了解釋，甚至不足為奇。

有趣的是，雙縫幹涉在量子力學中，則顯得十分燒腦，它帶來的諸多問題，就連科學家們也表示沒有頭緒，量子力學認為雙縫幹涉實驗中，光是由一份一份的光量子構成，每一份的能量大小為E=hv，h記為普朗克常數，v則是光子的頻率，雙縫幹涉實驗是指，當一束單色光穿過很窄的單縫後再次穿過雙縫時，便會在雙縫後面的屏幕上產生幹涉條紋，這項實驗的神奇之處在於，當人類一個一個的發射光子時，也能夠得到幹涉條紋，當人們將光子置換為電子、分子時，也依然得到了幹涉條紋，該實驗現象表明了一個事實，即單個粒子在同一時間內同時通過了雙縫，這一現象相當於單個粒子被一分為二後通過了雙縫，幹涉期間，它們將再次組成一個粒子落到屏幕上。

然而，這還不算什麼，驚人的是，當人類試圖探測粒子究竟穿過了哪條縫時，例如在雙縫處安置探測器等行為，人們會發現，實驗中的幹涉條紋竟會立即消失的無影無蹤，也令科學家們感到十分費解，因為人類怎麼也想不到，觀察實驗的過程與否竟會影響實驗的結果，愛因斯坦對此表示，難道你不觀察月亮的時候，月亮就不存在了嗎？

當不計其數的頂級物理學家對量子力學的雙縫實驗現象進行全面的猜想時，他們最終找到了合理的解釋，並將實驗進行延伸，引出了薛丁格的貓、延遲選擇量子擦除實驗等，也讓人類逐漸懂得薛丁格的貓這一思想實驗中，貓死與貓活對應了雙縫幹涉實驗中的兩條縫，兩項實驗的本質相同，當人類決斷出雙縫幹涉實驗時，也梳理清楚了既死又活的貓，如此看來，人的意識決定著電子的行為，這也是電子雙縫幹涉實驗給予人類的答覆，這項實驗也一舉拿下了令人頭皮發麻的十大物理實驗的首榜，至此，你還天真的認為鬼魂僅是迷信嗎？感謝觀看本期，我們下期再見。