电子可分身2处,可预知后果!电子双缝干涉拷问世界真实存在性!当望远镜指向天空时,璀璨星空是否为人类观测所设!
》电子双缝干涉实验,是验证微观粒子的波动性、粒子性同时存在的著名物理学实验。这个实验最开始是用电子束通过双缝,在后面的靶板上成像。
电子束在通过双缝以后,在靶板上呈现出干涉条纹。这证明了微观粒子既有粒子性,又有波动性。
在我们正常的观念里,波的干涉是指两束不同的波,因为相位差引起振幅的叠加或者是相消。在振幅叠加的部分表现出明亮的条纹,在抵消的部分表现出暗条纹。
》后来,科学家把电子束的双缝干涉实验,改进成单电子的双缝干涉实验。
让电子一颗一颗的通过双缝。并且,当前个电子打在靶板上成像的时候,第2个电子才发射。最开始打在靶板上,只是一个一个的点,这表明了电子的粒子性。只要积累足够长的时间,成像靶板上仍然会出现明暗相间的干涉条纹。这表明了电子的波动性。
》电子是一个一个被发射出来,是一个一个通过双缝的,那么我们要问:电子在跟谁干涉?
这里有两种选择:一个是后发射的电子,在跟先发电子的历史轨迹干涉。一种是电子自己跟自己干涉。
如果是后发电子跟先发电子之间相互干涉,那么单缝实验也会表现出明暗相间的条纹。实际上这并没有发生。
按照量子力学的解释,电子是自己跟自己干涉。也就是说电子是以50%的概率同时通过两条缝,在双缝的背后,电子的几率波在空间叠加干涉,其统计效果就是成像板上明暗相间的条纹。
》按照量子力学的解释:微观粒子的波动性,不是通常意义上的波,而是指粒子分布在空间的概率是以波的形式存在,这被称为几率波。
换句话说,微观粒子并不是以波浪的形式在运动,而是在空间的分布概率是一种波。
实验做到这里,还没有什么让人毛骨悚然的地方。接下来,科学家在双缝的后面设置了一个观测装置,要看一看电子到底是从哪条缝过来。因为一个物体同时通过两扇门,在生活中是不可思议的事。
但是,这个观测装置一旦被放在了双缝后面,电子的波动性就消失了。它以粒子性的形式在后面的靶板上成像:干涉条纹消失。
根据量子力学的观点,微观粒子的波动性和它的粒子性,我们只能选择一种性质进行观测。然而让人细思极恐的是,观测是在电子通过双缝之后,而电子波动性的消失是在通过双缝之前,难道是电子能够预知有人要对它进行观测,而提前会溃缩成粒子状态?
微观粒子的存在表象,并没有什么不合理的地方。让人匪夷所思的是,不仅人的观测可以选择粒子的行为状态,而且微观粒子会提前预计要被观测,从而改变自己的行为状态。
》量子力学所描述的,就是人类实验所能观测的,是这个世界的全部。这被称为量子力学的哥本哈根诠释。
然而爱因斯坦不同意这个观点,所以他有经典一问:月亮在我们不看到它的时候,难道是不存在的吗?
如果哥本哈根诠释是正确的,那么我们观测到的这个世界,是所有人共同观测的期望值的总和。
》单电子的双缝干涉实验,说明物质的存在形式,依赖于我们的观测。
这里更加深层次的问题就是:物质的运动规律,和物质的存在性之间,是否有必然的联系。然后可以引申出:物质和物质的运动规律是否是分离的,而不是內禀的。
近期有一个传闻中的实验指出量子的內禀属性是可被分离的。如果该实验被证实,那么我们对这个世界的认知,可能要进行一次颠覆性的修正。我们所看到的一切,可能是高维宇宙运动在低维度宇宙的投影,就如同显示屏上那些图形和颜色并不是图形本身具有的。亦或我们人类以及人类的思维,都是这个投影的一部分。
》我们要问,当望远镜指向亿万光年以外的星空的时候,那些天空中闪耀的恒星以及由恒星组成的星系,所发出的光在空中已经旅行了亿万年,难道只是因为被人观测而设定的存在?
在电脑游戏里内建的非角色玩家NPC,如果具有了觉醒和意识,是否会发出和我们人类相同的疑问?在美剧《西部世界》里,对NPC的觉醒意识,有深刻的描述。扮演印第安人的NPC觉醒之后一直在寻找通往外部世界的大门。
从古到今,无数的哲学家和思想家,一直在寻找通往世界本质的大门。但是,只有量子力学最接近打开这扇大门。
一旦知道这个世界的本质,人类是否会面对觉醒NPC的心境:该喜?还是该悲?