电子双缝衍射的诡异之处,说明了什么?
点击次数:2018-08-28 11:53:08【打印】【关闭】
量子力学到底是完备的,还是不完备的。贝尔不等式给出的答案,倾向于不完备。各位这个有意思的就是,贝尔不等式是倾向于不完备的,而不是说直接否决完备性论述。
所以争论一直持续到现在。我的观点呢,很明确。我一直说世界是确定的,也就是完备的。但不完备性的表现,该怎么解释?
答案就是描述事件运动的所有完备性因素,我们无法统统掌握,而且事件自己无法独立于系统。但我们要知道,世界是确定的。
我昨天看了一个科普文章,文章说科学家想从零开始建立新量子力学。我对于这个文章,持欣赏但不赞同观点。
欣赏是因为换一个角度去构建量子力学,无疑是好事。不赞同是我们无法推翻过去的成果,新量子力学,和现在已有的量子力学没有本质区别。世界还是现在这个世界,所以只有新的方法,没有新的量子力学。
文章中的开头是这样的:“科学家使用量子理论的时间已经将近一个世纪了,但令人尴尬的是,他们仍然不知道它到底是什么意思。过去,在几次关于量子理论的会议上的非正式调查显示,科学家对量子理论该如何被诠释存在着很大分歧。
一些物理学家只是耸耸肩然后说,我们必须接受量子力学就是一件奇怪的事。那么这就能说明粒子可以同时出现两个地方,或者在相距很远的位置上进行瞬时交流?算了吧,反正量子理论运作正常。如果你想计算实验中所揭示出的亚原子、原子、分子和光的性质,量子力学总是惊人的成功。
但还有些科学家希望更深入的挖掘。他们想知道为什么量子力学有这样的形式,他们正通过一个野心勃勃的计划来找出答案。这个计划叫量子重建,试图从几个简单的原理出发,从零开始构建量子理论。”
好了,回到我们的题目,电子双缝实验该如何理解和解释?就是说,我如果认为世界是确定的,就必须给出一个确定性的解释。
现在我们来了解一下什么是电子双缝衍射实验。
如图所示,为费恩曼设想的理想单电子干涉示意图。最左侧为电子枪,1和2为两条狭缝。当只开启缝1或者缝2时,电子穿过狭缝打到后面的接收屏上的分布曲线分别是P和P,当两条缝都开启时,接收屏上电子的分布曲线不是P和P简单的相加,而是如最后一个图片下面所标注的公式P=|Ф+Ф|。
这个实验最令人不可思议的,是当两条缝开启,电子枪单个射出电子,其间间隔足够长的时间,最后得到的电子分布依然如上图所示,好像是先到的电子“规定”后到的电子的行为。
这个解释不够通俗的话,再给大家这样介绍。在宏观世界中,以玻璃球为例。我们让玻璃球射过开了一道缝的挡板,大家知道,玻璃球会在后墙留下的痕迹,是一条线。射过开了两条缝隙的挡板,在后墙也是两条线。如下图。
当把玻璃球换成水波的时候,开一条缝,在后墙上也会出现一条线。开了两条缝的,就会出现干涉条纹。如下图。
那么量子世界是咋样的呢?将玻璃球换成电子,通过一条缝隙时候,后墙上只有一条线。如下图。
通过两条缝隙时候,后墙上出现干涉条纹。如下图。科学家在想,这么小的电子是如何出现干涉条纹的。他们设计了单电子干涉实验。让一个电子通过一条缝隙,后墙也只出现一条线。可是让人奇怪的是,当开了两条缝隙时候,竟然出现了干涉条纹现象。这该怎么解释呢?如下图。
这该怎么解释呢?明明电子一个个射过双缝的。怎么还出现了衍射条纹。科学家想看这是怎么发生的,难道一个电子同时穿过了两条缝隙? 如下图。
更让人不解的是,当用摄像机试图看着电子的时候,干涉条纹竟然消失了。不看的时候,干涉条纹又出现了。 观测竟然也能影响电子行为? 它知道我们在看它? 如下图。
这就是电子双缝衍射实验,所以费曼说:“电子双缝实验是量子力学的中心区域,研究量子力学,这个问题不可避免。”
任何想要重建量子力学的人,也不可能避开这个问题。该来的总是会来,我们不会避开它。
还是我经常说的那句话,你的想象力有多精彩,这个世界就有多非凡。
一起来分析一下,这个诡异的电子双缝实验吧。我们一个个来说,层层递进。
第一点,我问大家一个问题?一个电子可以发生干涉条纹现象吗?
答案很明晰:一个电子不可能发生上述干涉现象,也就是不可能出现干涉条纹。
这意味着什么? 这意味着电子双缝干涉条纹现象是群体行为!非个体行为! 相信大家都赞同。然后我们继续往下走。
第二点:一个电子会同时通过两条缝隙吗?
答案很明晰:各位我一直说,人一定站在可以想象的地方说事。对于不可想象的事情,要保持谨慎。这个就是了。也就是说电子不会同时通过两条缝隙!
你可以假设它同时通过两条缝隙,可是接下来你怎么给我描述,它同时通过两条缝隙的过程?各位,这就是反证!你一定要站在可以想象的地方说事!不然那才是胡说。这是我一直强调的!
在这里提前说一句,大多数相信它可以同时穿过两条缝隙的人,都会拿高维度空间来解释。说这个不是我们这个世界的人可以理解的。我是持反对意见的,也多次提及了。
因为很明显,他如果那样说,你就不能提问了。提问再多,答案只有一个,那就是:“这个不是我们这个世界可以理解的。”
关于平行宇宙,多宇宙,高维度空间等等问题,在此不再讨论。我在《变化》,《见微知著》中都有论述了。只给你们一句话:“如果你生活在地球上,请站在地球的上说话!如果你可以看见火星,可以想象你站在火星上说话。除此之外,请沉默!”
这是我们所讨论的大的哲学前提,没有这个前提,人类也是很迷惑的。
所以再次强调,我坚决不相信,一个电子同时通过两个缝隙。而且也没有人看见,它是那样做的,对吧!
第三点:电子通过一个缝隙不会产生干涉条纹,这意味着什么?
只开一条缝隙不会产生条纹,就说明了两条缝隙的必要性。这和经典的光的干涉现象没有本质区别。各位我再问你一次,你认为有本质区别吗?
没有的。就干涉而言,都是干涉!都出现干涉条纹。那么你如果敏感的话,问题就脱颖而出了。那就是经典的光的干涉是一束光。不是一颗光子。我们现在说的电子双缝实验,也可以说是单电子双缝干涉实验。这就是它们的区别,但再次强调,就干涉而言,它们的本质是一样的。