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第兩百七十九章 宇宙(三)

    如果我們把一束電子直接打在屏幕上,屏幕會顯示一個亮點,表明電子是粒子性的。我們再讓一束電子通過兩段平行的狹縫,在屏幕上則會顯示出明暗相間的干涉圖案,表現出波動性。

    如果將雙縫之一關閉,則屏幕會出現衍射圖案,但干涉圖案與衍射圖案並不相同,雙縫干涉圖案並不是單縫衍射圖案的疊加。

    最奇怪的是,在上述實驗中,讓電子一粒一粒的發射,實驗結果還是一樣的。

    那麼電子到底是粒子還是波呢?

    如果說電子是粒子,通過單縫時,為什麼會出現衍射圖案?

    並且如果是粒子的話,必定不可分割,也無法解釋一粒一粒發射的電子通過雙縫後怎麼會形成干涉圖案——前一粒不可能與後一粒發生干涉,單個粒子也不可能同時穿過兩條狹縫自己與自己發生干涉。

    在雙縫實驗中,我們快速遮去其中一個縫,單個的電子又該如何感知我們的這一行為並立即表現出完全不同的運動軌跡,本來應該落在干涉圖案中的亮點變成了落在衍射圖案中的亮點?

    如果說電子是波,可以解釋電子同時通過兩條狹縫後發生干涉,但通過狹縫後打在屏幕上的為什麼仍然是一個小亮點,而不是較暗的干涉圖案?

    如果我們想要一探究竟,在雙縫旁邊安裝一個粒子監視器,此時我們會看到一個個的粒子,但是干涉圖案也隨之消失。

    電子好像知道人們的心思,我們想要偷看它的秘密,它立即會掩飾得很好,一點破綻也沒有。

    目前主流的看法是,電子和其他亞原子粒子也一樣是處在一種所有可能狀態的迭加態中,我們無法推測電子在某一時刻的具體位置,除非進行觀測,但我們可以知道電子出現在某一位置的幾率是多少,這個幾率可通過薛定諤波函數計算得出。

    那麼,粒子在通過狹縫前到底是一種什麼狀態呢?是粒子還是波?還是一種被幾率波函數約束的量子迭加態?

    如果是後者,我們又要如何來理解呢?

    顯然,微觀亞原子粒子的行為不能用我們經典的理論來解釋。

    我們只能籠統的說,粒子具有波粒二象性。

    如果我們只滿足於對現象的了解,這個認知就足夠了,教科書這麼寫,我們也就這麼看。就像世界上幾乎所有的應用物理學家都認為的那樣,知不知道粒子的秘密和能不能運用量子理論是兩回事。

    現在量子計算機的研究正如火如荼的開展,應用物理學家們不會幹等着理論物理學家的解釋再幹活的。

    況且,粒子世界怎麼回事,跟我們的生活關係好像不大。粒子再怎麼奇怪,太陽還是有規律的東升西落,我們還是要有規律的上學上班,微觀粒子世界和宏觀世界是不相干的。

    但是,真的不相干嗎?


    薛定諤的那只可憐的貓打碎了我們希望窩在有規律的宏觀世界的美夢,把微觀世界和宏觀世界生生的扯到了一起。

    埃爾溫??薛定諤是量子力學的奠基人之一,在1935年就已經覺察到量子迭加的哲學問題怎樣可以在宏觀級上出現。

    他設計了這樣一個思想實驗:「一隻貓關在一鋼盒內,盒中有一種殘忍的裝置,必須保證此裝置不受貓的直接干擾:在蓋革計數器中有一小塊輻射物質,它非常小,或許在一小時內只有一個原子衰變。在相同的幾率下或許沒有一個原子衰變。如果發生衰變,計數管便放電並通過繼電器釋放一錘,擊碎一個小的氫氰酸瓶。於是貓被毒死」。

    我們運用自己的邏輯推測,那隻貓是非死即活的,兩者必居其一。

    可是,按照量子力學規則,盒內整個系統處於兩種態的迭加之中,一態中有活貓,另一態中有死貓。

    但是,一個又活又死的貓,是什麼意思呢?

    貓的死活被擺在了枱面上,我們不能再奉行鴕鳥政策了!

    對於量子領域的這種奇怪特性,量子理論的奠基人之一的玻爾給出了自己的理解。

    他的解釋也被認為是量子理論的傳統觀點,被稱為哥本哈根解釋。

    玻爾認為:在對某個量子物體實行一次測量之前,就把一組完全的屬性委歸於它,那是沒有意義的。也就是說,詢問一個電子「實際」是什麼的問題,是沒有意義的。

    或者至少,當您提這個問題時,物理學家不可能給予回答。

    他宣稱:物理學不告訴我們世界是什麼,我們只能說觀察到的世界是什麼。

    對於薛定諤的那隻被量子論決定生死的貓,玻爾的觀點是,物理學不能告訴我們貓是生還是死,當然我們的邏輯可以判斷,只有在我們觀察後,波函數發生「塌縮」,我們才能知道確定的結果。

    玻爾的結論是驚世駭俗的,因為本來是客觀的物理實驗,結果卻要由主觀的意識來決定,這是大多數人所不願接受的。

    我們一般會毫不猶豫的認為這個世界是實實在在存在着的,眼前的電腦、屋外的果樹、鮮花,一切的一切,都是實實在在的呆在那兒,並不會因為我們注意到它們就不存在。

    換句話說,就算我們魂歸西天,這個地球還是一樣的轉。

    是的,我們堅定的這樣認為,不僅我們,大多數物理學家都是同樣的看法,認為我們這個世界具有兩種特性:實在性和定域性。

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