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[灌水]闲聊双缝干涉

dittojeff思想空间  · 公众号  ·  · 2020-02-27 16:06

正文

宅家里无聊,继续灌水

我们来烧下脑,

聊一个物理学界的疑案

今天争取用最浅易、最白话的方式讲一下

量子力学中令人费解的双缝干涉


量子力学诡异的地方是颠覆了因果律。

而在这个方面我直觉上是更信爱因斯坦的认为:

上帝不会掷筛子,微观世界也遵循因果律。


波尔的倾向,光是波,爱因斯坦的倾向,光是粒子。


双方的结论都有重要的理论与实验依据。


法物理学家德布罗意索性不纠结,

说光具有波粒二象性。是波也是粒子。


在这个方面我更信爱因斯坦的直觉,光本质上还是粒子。


我举个例子,足球场的球迷组成的人浪,

那是波呢还是个体粒子?


本质上还是粒子。


光具有波的特性,最早是因为杨氏双缝干涉实验。

当光穿过两个空隙时,在荧幕上呈现

的并不是两个光斑

而是具有波特质的明暗条纹。


以此似乎证明了光是波。


但事实上更有可能是粒子多了,互相干涉,

也能形成类似波的明暗条纹。


比如,一群沾满红色颜料的羊群,往两个狭缝赶,

而在狭缝的后面设置白色的幕布墙。


(这里用羊而不是用人,是要将个体的意识摘除,

如果更精确点甚至应该每只羊戴个墨镜或眼罩,

进一步削减其主观意识)


羊群互相挤撞后,随机撞向白色幕布墙后,

最终幕布墙上呈现的红色颜料,

也会呈现近似明暗相间的条纹



这就是粒子多了堆积挤撞干涉后呈现

了波的特性


你能说羊不是个体不是粒子,而是波么?


你能说羊与声音一样,在真空中无法通过,

无法传播么?


那么光的双缝干涉实验进阶之后,才是诡异的。

就是运用技术手段,使得光子一个一个的通过双缝。


也就相当于不是赶一群羊通过夹缝,而是一个一个的通过夹缝,

它们相互之间就不会挤撞,干涉。


结果神奇的事情出现了,单个光子一个个不停通过双缝后,

也出现了明暗条纹。


这怎么解释,难道光子自己在挤撞自己,自己在干涉自己?


于是各种诡异的学说就出来了。


有的说光子同时穿越了两条缝,

甚至是互相干涉后同时穿越了两条缝


于是各种奇妙假说层出不穷,有的说,也许有平行宇宙。

有的说,也许微观粒子有意识


更多的则认为微观粒子的运动是一种概率,

这一秒在这儿,下一秒在那儿

不连续的。是测不准的。


微观世界的因果律被打破了,举个宏观的比喻,家里就你一个人

然后有人敲门,于是你去开门,却没人,你正狐疑得关上门,

发觉家里多了个人,那岂不是要吓一跳,你问他怎么进来的,

是从门进来的还是从窗户钻进来的,他却回答,我敲完门以后,

没通过门,也没有翻窗,就根据概率出现在你家里了。


这就是微观世界诡异的地方,没有因,直接有了果,

没有确切路径却抵达了目的地。


爱情斯坦的那句,上帝不会掷筛子,其实意思就是

他不相信微观世界没有因果律。


他认为仅仅是人类对微观世界的东西了解有限,

观测手段有限 (也包括了观测会干扰微观世界)

找不出因果律,而不是没有因果律,

有朝一日,会找到其中的因果。


就如地平说时代,人们无法理解为何远处的船会先看只到船帆,

直到知道地球是圆的那一天,这种困惑也就自然被解开了。


我更认同微观世界有因果律,仅仅是人类还没有找到。


说回来,那么单个光子究竟是怎么和自己形成干涉的呢。


这里我做一个比喻来解释这个事情。


你比如,把一百头染色的羊,赶向双缝,

是可以在白色幕布上形成明暗条纹的


那么,把一百 染色的羊,赶向双缝,

也是可以在白色幕布上形成明暗条纹的


因为羊与羊之间会相互挤撞,干涉。


那么,一百群羊,分次分间隔,一群接着一群得通过,

也会形成明暗条纹


最后,类似单光子的情况来了。


一百群羊,分次分间隔,一群一群得通过,

每群 羊中仅仅 只有一头羊染色


那么当一百群羊通过后,依然会形成明暗条纹。


因为羊群,依然会因为互相挤撞而干涉。


这时候,我们再戴上一副特殊的 红色偏光眼镜

只能看到红色的物体。


会怎样?


因为每一群羊中 只有一只羊染成了红色

所以我们看到的并不再是一百群羊通过,而是一只一只羊通过







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