科学|令人困惑的“双缝干涉实验”，到底是什么情况？
很多人听过双缝干涉实验后会认为“玄之又玄” ， 于是有了“遇事不决量子力学” 。 实际上 ， 量子力学是人类了解宇宙底层逻辑的敲门砖 ， 而双缝干涉实验则是量子力学核心的显现 ， 下面我聊聊双缝干涉实验的“诡异” 。
薛定谔的猫、上帝掷骰子、平行宇宙哪来的？
由于量子太过抽象 ， 因此我们把量子现象过渡薛定谔的猫 ， 再回到双缝干涉实验就容易理解了 。 这是薛定谔给我们理解量子力学的好例子 。
本文插图
话说啊 ， 有个封闭的盒子里面装一只猫 ， 然后一个量子装置连着毒药瓶 ， 猫的生死取决于量子性质 ， 换句话说 ， 猫的生死间接表现了量子的性质 。 实验的问题是猫最后是死的 ， 还是活的？
各路大佬都说出了自己的看法 ， 主流看法有三个：
本文插图
哥本哈根学派 ， 波尔：这是只
量子猫 ， 它在盒子里的概率是100%的可能性是活的 ， 同时100%可能性是死的 ， 两种状态同时存在 ， 叠加在一起 ， 当你打开盒子一瞬间 ， 猫的生死才会表现出来 ， 生死的结果是随机的 。
爱因斯坦、薛定谔：猫50%是死的 ， 50%是活的 ， 我们打开盒子之前它就已经死了 ， 或者还活着 ， 我们打开盒子看到的是结果 ， 而不是诱发结果 。
本文插图
【科学|令人困惑的“双缝干涉实验”，到底是什么情况？】爱因斯坦：波尔 ， 按你的意思是打开盒子时 ， 上帝发现有人要来看结果了 ， 赶紧摇号决定了猫的生死？
波尔：你别管上帝能干什么！
本文插图
休·埃弗雷特：安静安静 ， 我还没说呢！首先波尔的叠加态我是认同的 ， 但是100%+100%=200% ， 打开盒子前与打开盒子后应该守恒才对 ， 因此我认为如果打开盒子时猫死了 ， 那么活着的猫应该存在于另外一个世界中——平行宇宙 。
爱因斯坦、薛定谔、波尔：你厉害 ，我们竟然不知道如何证明你说的是错的！
故事先到这里 ， 看得懂看不懂没关系 ， 先说结果：波尔是对的！而平行宇宙证明不了 ， 最多算假说 。 在这个故事中有几点很重要：
1.
猫即死又活的状态——叠加态
2.打开盒子意味着观测 ，
观测会让叠加态随机坍缩为单一状态
。 （上帝摇号！）
3.前两点 ，
打开前与打开后 ， 还隐含了波粒二象性 。
（下面再说）
光到底是什么？——双缝干涉的“诡异”
接下来我们看双缝干涉 ， 这事要先从牛顿说起 ， 源于一个看似简单 ， 然而谁都答不上来的问题——光是什么东西？
本文插图
图：牛顿三棱镜实验
牛顿作为当代学霸 ， 为光学做出了不少贡献 ， 比如阳光是由多种光混合而成的三棱镜实验就是他搞出来的 。 他认为光又能反射 ， 还折射 ， 运动轨迹会改变 ， 就像乒乓球扔墙上会反弹回来 ， 因此它最小的单位应该是粒子 。
十九世纪 ， 托马斯·杨反击牛顿 ， 他只干了一件事 ， 让一束光通过了两条小缝 ， 后面有块感应屏 。 “按照牛顿的说法”这个实验的结果应该是两条条纹 ， 如下面：
本文插图
实际上却出现了下面的结果：
推荐阅读
- 科学|金属所在极细多晶体铜中发现一种新型亚稳固态-受限晶体结构
- 科学,Spacex|美“太空班车”正式启航！SpaceX载人“龙”飞船顺利升空
- 行业互联网|1.5亿元重奖50位青年科学家！可做科研也可还房贷
- 科学,Spacex|【SpaceX今日首次正式发射载人飞船，送四名宇航员进空间站】
- 科学|中科院和代尔夫特理工大学开发新方法 预测钠离子电池原子结构
- 白石崖|我国科学家研究揭示 丹尼索瓦人曾长期生活在青藏高原
- 科学|科学奇闻，有生之年，人类有可能会经历的宇宙大事件
- 科学|澳洲母牛开始吃蛇，专家称缺乏营养，是真的吗？这预示着什么？
- 科学|3亿年前的文明地图，中国一直可以走到澳洲，世界是一片大陆
- 科学|惊天骗局？科学家发现即便没有人类，也无法阻止全球变暖