首先，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)不是在研制什么毀滅地球的武器，所以沒(méi)什么好害怕的，只是違背了一些普通人的直覺(jué)，用“變態(tài)”可能更合適。

估計(jì)很多初中生和高中生都做過(guò)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，就是把一個(gè)光源放在兩個(gè)平行的狹縫前面，讓光源穿過(guò)兩個(gè)狹縫，然后穿過(guò)狹縫的光源會(huì)在兩個(gè)狹縫后面出現(xiàn)幾個(gè)明暗交替的亮光。

圖注:一個(gè)“光波”通過(guò)雙縫，變成兩個(gè)相互干涉的波。

這是一個(gè)經(jīng)典的楊氏干涉實(shí)驗(yàn)。它最早是由19世紀(jì)初的英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊設(shè)計(jì)制造的，目的是推翻超級(jí)學(xué)霸牛頓領(lǐng)導(dǎo)的光的粒子理論。

(題外話(huà):牛頓提到的光粒子其實(shí)和現(xiàn)在提到的粒子是不一樣的)

如果光是粒子，當(dāng)它穿過(guò)兩個(gè)狹縫時(shí)，只會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)與狹縫相對(duì)應(yīng)的亮條紋，但如果光是波就不一樣了。它通過(guò)兩個(gè)狹縫后，會(huì)變成兩個(gè)波并相互干涉(就像兩個(gè)水波同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)湖面上一樣)，從而形成一系列明亮的條紋，顏色有明有暗，如實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示。

描述:托馬斯·楊

經(jīng)典的楊氏干涉實(shí)驗(yàn)，讓光的“波動(dòng)說(shuō)”取得了階段性勝利。很好理解，似乎也沒(méi)什么不正常的，嚇人的。

但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)“升級(jí)版”，就是量子力學(xué)中的單粒子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，很難理解，很變態(tài)。

在單粒子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，物理學(xué)家讓電子一個(gè)接一個(gè)地穿過(guò)兩條平行的狹縫(和經(jīng)典的一樣)。要知道，電子不是波，它確實(shí)是以塊狀存在的粒子。

這里神奇的地方出現(xiàn)了。

每次只有一個(gè)電子擊中，那么這個(gè)電子要么通過(guò)左邊的狹縫，要么通過(guò)右邊的狹縫。如果是這樣的話(huà)，結(jié)果是可以預(yù)見(jiàn)的——電子會(huì)形成兩條平行的條紋，出現(xiàn)在投影屏幕上，因?yàn)榱硪贿厸](méi)有粒子或波干擾它。

然而，結(jié)果卻令人驚訝。單個(gè)電子和光一樣，通過(guò)雙縫后會(huì)出現(xiàn)明暗交替的干涉條紋。

注:單電子雙縫實(shí)驗(yàn)的條紋模擬

事實(shí)上，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是由英國(guó)物理學(xué)家杰弗里·泰勒在1909年首先設(shè)計(jì)并完成的。他讓光子一個(gè)接一個(gè)地發(fā)射出來(lái)，通過(guò)一個(gè)雙縫，最后得到一個(gè)薄膜，上面有明暗交替的干涉結(jié)果。

雖然是100多年前的實(shí)驗(yàn)，杰弗里·泰勒的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是精致的，但背后很多人做電子干擾實(shí)驗(yàn)，讓結(jié)果更“直觀(guān)”。

電子干涉實(shí)驗(yàn)確實(shí)讓科學(xué)家更容易觀(guān)察和改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)，也正因?yàn)槿绱耍虐l(fā)現(xiàn)了更多“反?！钡臇|西。

如果人們想知道電子是如何干涉的，就必須知道電子是如何通過(guò)狹縫的，所以他們?cè)趦蓚€(gè)狹縫后面放了一個(gè)探測(cè)器，來(lái)探測(cè)電子通過(guò)哪個(gè)狹縫。

這個(gè)探測(cè)器可以告訴實(shí)驗(yàn)者，電子真的一次只通過(guò)一個(gè)狹縫，常識(shí)已經(jīng)無(wú)法解釋它的干涉條紋是如何出現(xiàn)的。

但更奇怪的是，有了探測(cè)器，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和沒(méi)有探測(cè)器的結(jié)果是不一樣的。加了探測(cè)器后，干涉條紋消失了，變成了我們猜測(cè)的那樣——電子只會(huì)在狹縫后面形成條紋。

很神奇，不是嗎？這就相當(dāng)于，你不看，自己玩的時(shí)候就是干涉條紋了。當(dāng)你看的時(shí)候，似乎能感覺(jué)到你在看，并展示出你想看到的結(jié)果。

用某些研究者的話(huà)來(lái)說(shuō)，這樣的結(jié)果幾乎窮盡了所有的邏輯可能性！

電子不像水波，因?yàn)槟憧梢杂^(guān)察到，它們穿過(guò)狹縫后只在一個(gè)位置打在屏幕上，也不像水滴，因?yàn)樗鼈冏约焊缮妫a(chǎn)生一系列條紋圖案。

至于電子為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，爭(zhēng)論一直持續(xù)到現(xiàn)在，甚至很多人懷疑實(shí)驗(yàn)本身是假的，所以我們無(wú)法確定真相是什么。

但可以肯定的是，電子正在做一件我們以前從未想過(guò)，甚至文字無(wú)法描述的事情。

圖說(shuō):第二排最右邊的是玻爾。

然而，以玻爾、波恩和海森堡為代表哥本哈根學(xué)派試圖解釋這一現(xiàn)象，并將這種新的存在形式稱(chēng)為“疊加態(tài)”。

哥本哈根學(xué)派認(rèn)為，一個(gè)電子既可以是波，也可以是粒子，這取決于“測(cè)量”。如果你用一個(gè)質(zhì)點(diǎn)來(lái)測(cè)量，你會(huì)顯示出質(zhì)點(diǎn)的形態(tài)。比如，你在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察它；如果你以波的形式測(cè)量它，它會(huì)向你展示波的形式，就像實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)干涉條紋一樣。

而且不僅僅是電子，宇宙中所有的物質(zhì)都是一樣的，從原子到大分子，再到物理物質(zhì)——粒子和波都可以顯示，但是物體越大，越難看到這些干涉條紋。

當(dāng)然，很多人不贊成這種解釋。典型代表是愛(ài)因斯坦，他認(rèn)為物質(zhì)是客觀(guān)存在的，與你如何測(cè)量無(wú)關(guān)，所以才會(huì)說(shuō)“上帝不會(huì)擲骰子”。

當(dāng)然，我們無(wú)法理解電子的行為也很正常，因?yàn)槲覀兊拇竽X是在宏觀(guān)世界中進(jìn)化的。我們的大腦很容易判斷投擲石塊或長(zhǎng)矛等宏觀(guān)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但微觀(guān)世界卻超出了這一范疇。

目前上述的內(nèi)容應(yīng)該能夠?yàn)榇蠹医獯鸪龃蠹覍?duì)于為什么說(shuō)雙縫實(shí)驗(yàn)恐怖(雙縫實(shí)驗(yàn)說(shuō)明什么問(wèn)題)的疑惑了，所以如果大家還想要了解更多的知識(shí)內(nèi)容，也可以關(guān)注本站其他文章進(jìn)行了解哦。

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