「雙縫干涉」實驗的結果說明了什麼?

微觀說


這個實驗是第一個令人迷惑的實驗,它證明了“空即是色,色即是空”。可惜人們沒看懂。人認為沒有觀測到他想觀測的,其實觀測到了。不是“沒有觀測到”,是“觀測到沒有”。也就是觀測到了空。這個實驗是意義非凡的,人如果能夠被這個實驗啟發,改變科學那種先入為主的世界觀,運用佛教的方法論,科學將發生根本的改變,擴展觀察世界的角度和視野。融入哲學的智慧,誕生一個涵蓋一切領域的“哲科學”。


眾妙之門


導讀:電子雙縫衍射實驗與意識無關,與定向影響有關!

第五十五章:電子雙縫衍射實驗,到底該如何理解和解釋?

這一章的內容,思考了很久,電子雙縫實驗,可以說是量子物理學中,最令人不解的一個實驗。以至於很多物理學家,都懷疑量子力學。就像一開始提到的愛氏和玻爾的爭辯一樣。

量子力學到底是完備的,還是不完備的。貝爾不等式給出的答案,傾向於不完備。各位這個有意思的就是,貝爾不等式是傾向於不完備的,而不是說直接否決完備性論述。

所以爭論一直持續到現在。我的觀點呢,很明確。我一直說世界是確定的,也就是完備的。但不完備性的表現,該怎麼解釋?

答案就是描述事件運動的所有完備性因素,我們無法統統掌握,而且事件自己無法獨立於系統。但我們要知道,世界是確定的。

我昨天看了一個科普文章,文章說科學家想從零開始建立新量子力學。我對於這個文章,持欣賞但不贊同觀點。

欣賞是因為換一個角度去構建量子力學,無疑是好事。不贊同是我們無法推翻過去的成果,新量子力學,和現在已有的量子力學沒有本質區別。世界還是現在這個世界,所以只有新的方法,沒有新的量子力學。

文章中的開頭是這樣的:“科學家使用量子理論的時間已經將近一個世紀了,但令人尷尬的是,他們仍然不知道它到底是什麼意思。過去,在幾次關於量子理論的會議上的非正式調查顯示,科學家對量子理論該如何被詮釋存在著很大分歧。

一些物理學家只是聳聳肩然後說,我們必須接受量子力學就是一件奇怪的事。那麼這就能說明粒子可以同時出現兩個地方,或者在相距很遠的位置上進行瞬時交流?算了吧,反正量子理論運作正常。如果你想計算實驗中所揭示出的亞原子、原子、分子和光的性質,量子力學總是驚人的成功。

但還有些科學家希望更深入的挖掘。他們想知道為什麼量子力學有這樣的形式,他們正通過一個野心勃勃的計劃來找出答案。這個計劃叫量子重建,試圖從幾個簡單的原理出發,從零開始構建量子理論。”

好了,回到我們的題目,電子雙縫實驗該如何理解和解釋?就是說,我如果認為世界是確定的,就必須給出一個確定性的解釋。

現在我們來了解一下什麼是電子雙縫衍射實驗。

如圖所示,為費恩曼設想的理想單電子干涉示意圖。最左側為電子槍,1和2為兩條狹縫。當只開啟縫1或者縫2時,電子穿過狹縫打到後面的接收屏上的分佈曲線分別是P₁和P₂,當兩條縫都開啟時,接收屏上電子的分佈曲線不是P₁和P₂簡單的相加,而是如最後一個圖片下面所標註的公式P₁₂=|Ф₁+Ф₂|²。

這個實驗最令人不可思議的,是當兩條縫開啟,電子槍單個射出電子,其間間隔足夠長的時間,最後得到的電子分佈依然如上圖所示,好像是先到的電子“規定”後到的電子的行為。

這個解釋不夠通俗的話,再給大家這樣介紹。在宏觀世界中,以玻璃球為例。我們讓玻璃球射過開了一道縫的擋板,大家知道,玻璃球會在後牆留下的痕跡,是一條線。射過開了兩條縫隙的擋板,在後牆也是兩條線。如下圖。

當把玻璃球換成水波的時候,開一條縫,在後牆上也會出現一條線。開了兩條縫的,就會出現干涉條紋。如下圖。

那麼量子世界是咋樣的呢?將玻璃球換成電子,通過一條縫隙時候,後牆上只有一條線。如下圖。

通過兩條縫隙時候,後牆上出現干涉條紋。如下圖。科學家在想,這麼小的電子是如何出現干涉條紋的。他們設計了單電子干涉實驗。讓一個電子通過一條縫隙,後牆也只出現一條線。可是讓人奇怪的是,當開了兩條縫隙時候,竟然出現了干涉條紋現象。這該怎麼解釋呢?如下圖。

這該怎麼解釋呢?明明電子一個個射過雙縫的。怎麼還出現了衍射條紋。科學家想看這是怎麼發生的,難道一個電子同時穿過了兩條縫隙? 如下圖。

更讓人不解的是,當用攝像機試圖看著電子的時候,干涉條紋竟然消失了。不看的時候,干涉條紋又出現了。 觀測竟然也能影響電子行為? 它知道我們在看它? 如下圖。

這就是電子雙縫衍射實驗,所以費曼說:“電子雙縫實驗是量子力學的中心區域,研究量子力學,這個問題不可避免。”

任何想要重建量子力學的人,也不可能避開這個問題。該來的總是會來,我們不會避開它。

還是我經常說的那句話,你的想象力有多精彩,這個世界就有多非凡。

一起來分析一下,這個詭異的電子雙縫實驗吧。我們一個個來說,層層遞進。

第一點,我問大家一個問題?一個電子可以發生干涉條紋現象嗎?

答案很明晰:一個電子不可能發生上述干涉現象,也就是不可能出現干涉條紋。

這意味著什麼? 這意味著電子雙縫干涉條紋現象是群體行為!非個體行為! 相信大家都贊同。然後我們繼續往下走。

第二點:一個電子會同時通過兩條縫隙嗎?

答案很明晰:各位我一直說,人一定站在可以想象的地方說事。對於不可想象的事情,要保持謹慎。這個就是了。也就是說電子不會同時通過兩條縫隙!

你可以假設它同時通過兩條縫隙,可是接下來你怎麼給我描述,它同時通過兩條縫隙的過程?各位,這就是反證!你一定要站在可以想象的地方說事!不然那才是胡說。這是我一直強調的!

在這裡提前說一句,大多數相信它可以同時穿過兩條縫隙的人,都會拿高維度空間來解釋。說這個不是我們這個世界的人可以理解的。我是持反對意見的,也多次提及了。

因為很明顯,他如果那樣說,你就不能提問了。提問再多,答案只有一個,那就是:“這個不是我們這個世界可以理解的。”

關於平行宇宙,多宇宙,高維度空間等等問題,在此不再討論。我在《變化》,《見微知著》中都有論述了。只給你們一句話:“如果你生活在地球上,請站在地球的上說話!如果你可以看見火星,可以想象你站在火星上說話。除此之外,請沉默!”

這是我們所討論的大的哲學前提,沒有這個前提,人類也是很迷惑的。

所以再次強調,我堅決不相信,一個電子同時通過兩個縫隙。而且也沒有人看見,它是那樣做的,對吧!

第三點:電子通過一個縫隙不會產生干涉條紋,這意味著什麼?

只開一條縫隙不會產生條紋,就說明了兩條縫隙的必要性。這和經典的光的干涉現象沒有本質區別。各位我再問你一次,你認為有本質區別嗎?

沒有的。就干涉而言,都是干涉!都出現干涉條紋。那麼你如果敏感的話,問題就脫穎而出了。那就是經典的光的干涉是一束光。不是一顆光子。我們現在說的電子雙縫實驗,也可以說是單電子雙縫干涉實驗。這就是它們的區別,但再次強調,就干涉而言,它們的本質是一樣的。

但可不可以用惠更斯,菲涅爾,托馬斯楊的光的波動理論來解釋,就是我們要考慮的問題。

我們的問題永遠沒有最後一個。就上面第三點內容提問,你還能想到什麼關鍵問題? 好好想一分鐘,再接著往下看。

問題是——經典的光的干涉對於觀測行為,不做反應!這是一個很大的問題!但我未發現眾多的資料中有提及。 也就是說你看不看都無所謂,只要光通過兩條縫隙的實驗條件符合,干涉條紋就出現。

但單電子卻不是這樣的了。這是一束光和一個個電子發射的區別!區別是什麼呢?可以說一個電子更加“敏感”。

綜合起來,就是第三點,可以引申出兩個問題【哪兩個問題?你總結出來了嗎?】。這兩個問題我們都要回答。但回答之前,我們繼續往下走。

兩個問題是:1、可以用經典的光的波動理論來描述電子雙縫實驗嗎?2、為什麼一個電子更加“敏感”?

第四點:觀測行為影響實驗結果,該怎麼解釋?

各位這個問題非常大,我不知道你意識到沒有。這不是簡單技術層面問題,這是關於客觀世界哲學層面的問題。就觀測而言,你怎麼界定?

你來給我描述一下?

不妨我再問幾個問題,攝像機觀測和人眼觀測一樣嗎?人和動物觀測一樣嗎?

這兩個問題其實是在問:人和物體觀測一樣嗎?高級意識和低級意識影響一樣嗎?

這個我知道難不倒大家。因為大家從網上了解到的知識,就非常清楚了。無論是你自己看,還是攝像機看,干涉條紋就不出現。有觀測行為就會影響到。和高級意識和低級意識也沒有區別。

這就奇了怪了!這就意味著,一個開著的攝像機和一個關著的攝像機是不同的!或者說一個開的攝像機和實驗室中其他的物件都是不同的。

這就是說為什麼這是個大問題,得從哲學範疇去認識了。這個問題才是最蛋疼的。

從最根本的角度去想的話,一個攝像機和實驗室中其他的所有物件沒有什麼本質不同,都是物質。而萬物皆有輻射,所以說干擾存在是必然的。這是個“老生常談”的關於實驗環境和器材對結果影響的話題。

但為什麼一個開著的攝像機,會這麼明顯的干涉實驗結果走向呢。

而且大家還應該這樣想,觀測距離有影響嗎?因為這是很多實驗,無法避免的情況。

比如在某大學一個實驗室中做這個實驗。問題是你在實驗室的時候,有多少人的視線是看著你的實驗室的,這算觀測嗎?還是說算觀測,但實驗室隔絕了這樣的觀測?所以說觀測這個東西,界定還是一個問題。

目前是這樣的認為,實驗外面的情況,對實驗室內的實驗,起不到觀測作用。也就是說人的輻射和意識對實驗情況,起不了作用。

難道說電子具有自我意識?可以智能識別觀測體?顯然這是不可想象的,所以討論方向錯誤。

真實的事實是電子,或者光子不可能具有自我選擇意識。該實驗也與意識無關。

摘自獨立學者靈遁者量子力學書籍《見微知著》此書電子版淘寶有。


靈遁者國學智慧


其實量子力學入門不建議用雙縫干涉,用斯特恩——蓋拉赫實驗更好一些。

但是既然問題問了,就說一下。實驗內容就不介紹了。我們說說為什麼有這樣的實驗結果。

如果我們把電子看成一個傳統意義的粒子,那麼它需要有明顯的輪廓以及運動軌跡。從接受屏的光斑我們可以看出電子確實成粒子態,出現在了某個位置,但是干涉條紋是解釋不了的,電子的軌跡要麼通過a縫,要麼通過b縫。這都無法出現干涉。但是粒子形態我們是看的見的,而軌跡則是看不見的,所以電子是不是有確定的軌跡還有待商榷。但是我們面對干涉條紋不得不承認電子確實有波的性質,所以我們大膽假設,電子落到屏上後呈粒子狀,之前呈波狀。我們就用波函數來描述一個粒子的狀態,他描述的是電子某種力學量的概率分佈。我們就以座標說。波函數描述的就是電子的位置的幾率分佈。也就是說電子是沒有確定的位置的。這樣一來干涉的就不是有確定軌跡和位置的電子,而是干涉的座標概率分佈。無論是攝像還是打到屏上,波函數就變成一個波包,在某處的概率是1,也就是有了確定的值。只要我們對其進行偵測,他就會變成波包,我們永遠也不能看到電子在唄我們偵查到之前的樣子。


大嘴猴82927177


本來不想答這道題的,主要看見下面有一個叫“靈遁者國學智慧”的ID在那裡胡說八道,這位是一個經常在介紹科學理論時,夾帶自己私貨的傢伙。

圖:雙縫實驗

雙縫實驗還有一些進化版本,這裡就不說了,我們只看看最簡單的版本,看看雙縫實驗最簡單的實驗結果就行了。

圖:單縫(上)和雙縫實驗的結果

我們先從單縫開始說起,用一束光從遮光板上的一條狹縫通過,我們可以看見在這束光通過狹縫後在背板上呈現一條中間亮兩側暗的條紋。這就像用機槍射擊狹縫一樣,狹縫正對著的背板中央中彈比兩側中彈要多一些。見上圖的上方條紋。這說明了光子具有粒子性(就像子彈一樣)。

雙縫實驗,在一束光通過一塊遮光板上的兩條狹縫後會在背板上形成一條條明暗相間的干涉條紋,這就像水塘裡扔了一顆石頭激起的水波,在水波通過兩條狹縫後同樣會發生干涉現象。所以,這表明光也具有波的性質。

圖:雙縫實驗

在20世紀初,量子力學發展起來後,就提出了能不能用一個光子做這個實驗,能不能得到上面這個結果呢?結果是肯定的,用單個光子或者電子同樣能做出相同的結果來。但如果對光子進行探測,看它到底通過了哪一條縫,光子就只會表現出粒子性,也就是說不會形成干涉條紋。量子力學的解釋是:為了要確定光子的位置,必須以某種方式探測它;可是,一旦探測到光子的位置,光子的量子態也會被改變,干涉圖樣也因此會被影響;所以,在發射時間與抵達探測屏時間之間,光子的位置完全不能被確定。

以上……


講科學堂


說明了物質態與非物質態都是宇宙的狀態。粒子是物質嗎?波是物質嗎?波粒兩像性是2個物質性嗎?x物質具有AB物質性嗎?或定義x物質具有B非物質性嗎?語言講話邏輯具備再講話oK。語文先學好,再數理化。光的定義與物質的定義在物理上根本沒有定義範疇,物質的屬性是物質嗎?運動是物質嗎?波是物質嗎?結構是物質嗎?熱是物質嗎?能量是物質嗎?正負合一是空,組成的地方叫間,空間是物質嗎?和你怎麼談?????偉大的物理老師語文學好了嗎?


包包170952078


雙縫試驗說明:一、一切都是你現在創造(或者說是想象)出來的,包括時空萬物;二、所有在不同時間發生的事件就如同是在同一時間發生著的那樣發生著,也就是你可以在不同時間踏入同樣的河流;三、沒有過去、未來,一切都是自我意識對觀測對象的表達。


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