电子双缝实验的作用是什么,双缝干涉延迟选择实验是怎样的为什说它和现实观相违背

在民间有这样一句话:遇事不决,量子力学,量子力学就像是一个从影视剧里走出来的绝世高手,可以飞檐走壁可以上天入地,但是量子力学的这种能力在现代社会是那么格格不入,你见过真正会轻功的人吗?他可以在天上飞来飞去电子双缝实验的作用是什么。你见过可以在水上漂的人吗?他可以在水面上来去自如。这些在我们现代人的眼里都是不可能,就如量子力学刚出现的时候,尤其是在哥本哈根派对量子力学一番诠释之后,让爱因斯坦等一种老牌物理学家大为恼火。

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在哥本哈根派对量子一次次诠释中,爱因斯坦等一众科学家也在和哥本哈根派持续地在较量着,最经典的就是爱因斯坦等三位科学家提出的思维实验量子纠缠,以及薛定谔提出用来嘲讽量子力学的“薛定谔的猫”思维实验。当然最后的结果大家都应该很清楚了,量子力学一次次的站稳脚跟,发展成为和相对论比肩的的物理学支柱。 今天就要来说一下这个颠覆因果关系的量子力学双缝干涉延迟实验,关键的两个字是“延迟”!

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先来介绍光的双缝干涉实验光的干涉实验在高中的物理课上就已经学习过了,这个实验最早由托马斯·杨完成,这是一位涉猎广范的巨匠,既是医生又是物理学家。实验过程也很简单光源发射出光线通过两条缝隙,之后在后边的屏幕上出现一系列明、暗交替的条纹,这个实验在证明光的波动说,光是电磁波就会出现干涉条纹。

这只是从宏观角度上来看很好理解,但是当量子力学介入进来,再去从微观角度看待这个问题的时候,你就会第一次发现比较诡异的事情。根据量子力学光可以看成一份份的能量也就是光子,那么单个的光子是通过哪条缝隙?

这个问题就像是平地起惊雷一样,因为真的很难去回答。两条缝隙这个光子是如何去选择通过哪一条的哪?光子又没有意识。当大家都很费解的时候有人站了出来,以丹麦物理学家玻尔为首的哥本哈根学派对这个问题给出了答案:光子既不是通过左缝,也不是通过右缝,而是同时通过了左缝和右缝。

无法想象这个问题吧!光子怎么可能同时通过两条缝隙?还有更加神奇的事,当科学家们验证观测光子到底通过哪条缝隙的时候,忽然发现干涉条纹消失了,光子就像是有意识一样,你一观测我我就不干涉了!哥本哈根派提出了他们的理论,不确定性原理,当对量子进行观测它们的状态会发生坍塌的。

双缝干涉延迟实验这个实验是爱因斯坦的同时约翰·惠勒,在纪念爱因斯坦诞辰100周年的一场讨论会上提出来的,是在双缝干涉实验的基础上完成的。简单理解就是让电子通过双缝屏幕之后,再来选择它究竟是通过了一条缝还是两条。

按照量子力学的说法激光源发出光子后经过P半透镜同时从两个线路而来,最后经过两个全反射镜发生干涉现象。在A和B反射镜出加入探测器,当在确定光子已经通过A和B反射镜后,再去决定是否在结尾处加入探测器,这就导致了一个结果:我们现在的行为或者决定导致了过去的事情发生变化。

结论那我们现在所看到的宇宙是真实的样子吗?还是因为我们的观测行为存在,对过去产生了影响,才导致宇宙是我们目前所看到的模样。

量子力学中的延迟实验貌似打破了经典世界中的客观因果关系,虽然量子力学一次次地刷新我们的认知,但从理论上、实验上来看量子力学目前还是正确的。

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2022-06-10

2022-06-10