【本篇文章过长,但是相当有意思。各位小可爱一定要耐着性子看完啊!爱你们,么么哒!】
某乎上有一个很有意思问题:
每个顺利完成九年 义务教育的小可爱们基本上都知道杨氏双缝干涉实验的精妙以及其物理学意义。而我们这次要谈的就是这个我们初中都学过基本物理实验的细思恐极之处。先上大神本尊。
是不是蜜汁的帅,而且头发浓密。
单看找照片谁能想到这个小哥哥是个两岁通读百家姓三岁倒背千字文的神通呢。托马斯·杨,英国医生、物理学家,光的波动学说奠基人之一。其本人不仅在物理学领域领袖群英、名享世界,而且涉猎甚广,力学、数学、光学、声学、语言学、动物学、考古学等等。2岁能阅读;4岁擅背诵;6岁通读圣经两遍,还学会用拉丁文造句;9岁能自己动手制作一些物理仪器;几年后他学会微积分和制作显微镜与望远镜;14岁之前,他已经掌握10多门语言……所以说神童的经历都是相似的,这种别人家的孩子换了谁都会想neng死他。
1807年,托马斯·杨总结出版了他的《自然哲学讲义》,里面综合整理了他在光学方面的工作,并在里面第一次描述了双缝实验:把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面,这样就形成了一个点光源(从一个点发出的光源)。在纸后面再放一张纸,不同的是第二张纸上开了两道平行的狭缝。从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上,就会形成一系列明、暗交替的条纹,这就是现在众人皆知的双缝干涉条纹。双缝干涉实验证明了光具有波动性,为探究光的本质奠定了基础。光的干涉实验就此告一段落了,后来科学家们也逐步证明光具有粒子性和波动性,这也就是注明的光的波粒二象性理论。
本来这个实验没啥可说的了,完美结局,皆大欢喜。但是科学家们就是喜欢折腾,非要探究一下为什么会出现这样的结果?无奈当时技术有限,直到高速摄像机的发明。科学家们的那颗躁动的心又死灰复燃了,于是立马架设高速摄像机,让光子一个一个的射出,我们可以假设:光子类似于小球,他射出后会出现三种结果,(1)要么打在挡板上;(2)要么从A缝穿过;(3)要么从B缝穿过。因为光子打在挡板上就会被挡住,所以这个假设就没有什么意义了,所以我们只需观察(2)(3)结果就可以了,实验的结果却让我们大吃一惊!光子的波的特性消失了,接收信号的挡板上出现了两条亮色条纹,也就是说此时的光子仅具有粒子的特性。它们顺利的从缝隙穿过打在了接收板,没有出险干涉条纹。
好吧,实验到这里似乎也比较完美了。但是科学家们作死之心不死,在两条缝隙后面各放了一个高速摄像机,用来捕捉电子通过缝隙后的运动轨迹,希望看到到底是哪个电子穿过了A缝,哪个穿过了B缝。然后,让人头皮发麻的现象出现了。当打开摄像机的时候,电子对乖乖的如同普通粒子一样穿过缝隙,留下两条条纹。让关掉摄像机后,接收板上留下清晰的明暗相间的条纹,这说明电子自己和自己发生了干涉!对于出现这种实验现象,每一个科学家都是原地懵比,独自留在风中凌乱。电子似乎知道人们在观测它的运动,当人们观测时,它老老实实的像个粒子一样穿过去;当人们不观测的时候,它们就发生了干涉,留下一屏幕的干涉条纹。
所以问题在于,电子怎么知道人们在观测它呢?我们都知道“因果律”,现在结果的发生是因为过去的行为导致的,A行为一定会导致B结果,而不会出现C结果。现在经过人们的观测,居然影响到了过去的电子的行为,观测与否直接导致电子表现出不同的性质。(局座可能正在赶来的路上)
而这也与马克思主义的哲学思想相违背,我们长久以来一直认为物质决定意识。但是这一次好像电子可以随着人们的意识而改变自身的物理性质。好吧我承认当时整个物理学界都已经炸毛了,大家纷纷提出各种假说去解释背后的原因,再往下讨论那就是量子物理的范畴了,量子力学发展到今天似乎能够提出一个合理的解释。但是本文就此打住。
我们的世界是真实的吗?
我们都知道,在网络游戏中,由于数据传输工作非常巨大,为了保证玩家的游戏体验,所以通常会对玩家正在观察的世界进行渲染细化,呈现出完美景色,而对于未被观察的世界做模糊处理。这样做的目的是为了减轻服务器的压力,也是为了保障玩家的游戏体验。好了,现在类推我们生活的三维世界,当我们观察粒子的时候,呈现出一种现象;当我们不观察是又呈现出另一种现象。
那么问题来了,我们的世界真的是真实客观存在的吗?难道不是上帝创造了一个巨大的全息游戏,我们的科学观察、科学研究,都只是上帝想让我们看到的一面;对于他不想让我们看到的一面,或者是当我们不在观察的时候,这个世界又是什么样的呢?
呵呵~祝各位好梦!