也就是说,在量子世界中,观察者的存在可以影响到物质的状态。
如果说薛定谔的猫只是一个假设的思想实验,而另一个“惊悚”的实验更能说明量子状态的神奇之处。
这个实验就是双缝实验,它本是一种演示光子或电子等等微观物体的波动性与粒子性的简单实验。
科学家们利用实验设备,连续发射单个的电子穿过有着两条缝隙的障碍物,最后这些电子会落在用于观测的屏幕上面,在重复了很多次的这个过程之后,观测屏上显示出了干涉现象,也就是说电子在运动过程中表现出了波的性质,它能够以波的形式同时穿过两条缝隙,并且“与自己产生干涉现象”。
可在一位实验员突发奇想的操作之下,让这个简单的实验,成为了“最恐怖”的实验。他在两个缝隙上都安装了能够观察电子的感应装置,这样就可以知道,电子到底是通过了哪一个缝隙。
然后诡异的事情就发生了,当安装了感应装置之后,再次进行双缝实验时,这位实验员惊奇的发现,屏幕上的本应存在的干涉条纹消失了,电子只表现出了粒子性。
而当他移除了感应装置,电子的干涉条纹马上就又出现了,这说明电子表现出了波动性!
也就是说,“有人观察”电子时,它表现出了粒子性。当“无人观测”电子时,它却表现了波动性。
当他把这种“不合逻辑”的实验结果,写成论文发表在杂志上后,引起了许多同行的质疑。电子的行为怎么会受到“观测者”的影响呢?
为了推翻他的实验结果,同行们重复了他的实验过程,结果出乎他们意料的是,实验的结果和那位实验员得到的结果一模一样,当电子“被人观测时”会改变运动状态。
“这是玄学!”,“这个电子不科学!”
这种无法用科学解释的实验结果在科学界引发了一场轩然大波。
随后,科学家们做了升级版的双缝干涉实验,那就是延迟双缝干涉实验,结果还是一样。
不甘心的他们又做了更升级版的实验,量子擦除试验。这次科学家们采用光子作为实验对象。
无论是电子和光子,无论实验人员采用何种实验手段。实验中的微观粒子就像是一个个有思想的、无所不知的精灵,当没有观测者的时候,它们是一个个波函数,而当它们知道有人在观测它的时候,它们马上就只表现出粒子性。
这个“恐怖实验”震惊了科学界,量子学家们提出了各种解释,最出名的要数哥本哈根诠释和理查·费曼的路径积分表述,它们分别从实验实际精度和数学路径上试图解释这种奇怪的现象。可惜在李默看来,它们这种做法已经犯了物理学中的大忌,那就是由结果推测原因。
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