我们先来看单缝打开的情况,假设我们把双缝中的一条缝遮住,同样一个一个地发射光子,就有两种情况:(1)遮住下缝时,穿过上缝的光子,会在上缝后边形成亮斑,我们叫做单缝亮斑1;(2)遮住上缝时,穿过下缝的光子,会在下缝后边形成亮斑,我们叫做单缝亮斑2;一切看起来都没有问题,然后开启我们的双缝实验。双缝叠加我们精确调整双缝的距离,使得单缝亮斑1和单缝亮斑2,在理论上叠加后,形成下图的叠加图样1:我们用经典思维分析,如果一个一个地发射光子,光子要么穿过了上缝,要么穿过了下缝,概率分别是50%,那么区间[a,b]内是亮的,因为这是两个单缝亮斑的叠加区域。

实验结果以上分析看似非常合理,可是实验结果完全出乎意外,精确调整实验参数值,当双缝都打开时,得到的图样不是单缝亮斑1和单缝亮斑2的经典叠加,而是得到了双缝干涉图样。我们来看点①,居然没有光子落到这里,这里变成了双缝干涉的暗条纹处,这是非常不可思议的。试想在单缝实验中,如果光子穿过上缝,有概率落到这里,如果穿过下缝,也有概率落到这里,现在两条缝都打开了,按理说落到这里的概率更高,至少比没有叠加的地方高才合乎常理。

就好像买刮刮奖,买第一张中奖概率是1/10,买第二张中奖概率也是1/10,如果我两张都买,按理说我的中奖概率更高(1-0.9*0.9=19%);可是在量子力学中,只要你两张都买,不好意思,你的中奖概率变为了零。在经典世界中,这是非常不合理的,既然不合理,那么到底是哪错了呢?我们一个一个地发射光子,光子又是如何知道点①是双缝干涉的暗条纹处呢?既然单缝是没有问题,那么好,我们在两个缝处都装上探测器,看看光子到底经过了哪条缝;结果一旦装上探测器,双缝干涉条纹消失,变成了经典力学中两条单缝亮斑叠加。

量子力学解释你可以想想你能想到的任何办法,看看能否解释这一现象;目前量子力学正统理论(根本哈根诠释)认为,该现象的物理解释,就是单个光子同时穿过了两条缝,然后两个路径进行叠加,在屏幕上形成了满足干涉图样的概率分布。换句话说,单个光子或者电子,在穿过双缝前一分为二,然后进行自我干涉了,但是这种一分为二的现象,无法进行探测,你不可能在两条缝处探测到同一个光子的两个分身,因为你一旦探测,量子的波函数就坍缩了。

这一解释能很好地描述双缝干涉实验中的物理现象,但是也带来很多挑战;比如量子延迟实验,你不是同时穿过两条缝吗,那我等你穿过缝后再进行探测,看你到底是穿过了两条缝,还是只穿过了某一条缝,结果这一实验导致了因果关系的颠倒,目前也没有令人信服的解释。总之,目前关于量子双缝干涉实验,最好的物理解释,就是认为同时穿过了双缝,或者说两条缝对单个光子的行为都有影响,如果放弃这一解释,你将陷入无法解决的困境。

 5/6   首页 上一页 3 4 5 6 下一页 尾页

文章TAG:经络  实验  经络真的存在吗  是真的么都有哪些实验  
下一篇