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詭異的量子世界:粒子“知道”被觀測(cè)了!

物質(zhì),它是由原子和分子組成的。在物質(zhì)層面上,它是所有物理對(duì)象的組成部分,它是我們周圍的一切,包括任何有質(zhì)量和體積的東西。當(dāng)科學(xué)家試圖更好地理解我們現(xiàn)實(shí)的本質(zhì)時(shí),物質(zhì)就是他們所觀察的對(duì)象。

然而,當(dāng)科學(xué)家在最小可能的層面上觀察物質(zhì)時(shí),他們得到的是更多疑問而不是答案。這一切都是基于這樣一個(gè)事實(shí):諸如光子或電子等微小物質(zhì)可以存在多個(gè)可能的狀態(tài)(作為“波”),即使作為一個(gè)單一的粒子時(shí)完全沒有意義。

已故物理學(xué)大師、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主理查德·費(fèi)曼曾說過:“我們研究的現(xiàn)象用任何古典物理方式是絕無可能解釋的,而這些現(xiàn)象是量子力學(xué)的核心?!?/p>

我們的物質(zhì)世界可能受非物理性質(zhì)——如意識(shí)的主導(dǎo),考慮到這個(gè)概念很重要,而通過雙縫實(shí)驗(yàn)最能說明這個(gè)想法。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,電子被射向包含兩個(gè)狹縫的屏幕。結(jié)果,在屏幕上得到了一系列的干涉條紋,這說明電子運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出波的性質(zhì)。

然后,物理學(xué)家改變電子的發(fā)射數(shù)量,每次只發(fā)射出一個(gè)電子,這樣電子之間就無法互相干涉。然而,結(jié)果令人震驚,物理學(xué)家竟然在接收屏上觀測(cè)到了與之前相同的一系列干涉條紋。物理學(xué)家解釋,單個(gè)電子是作為一個(gè)粒子離開,然后變成一種潛在的波動(dòng)通過兩個(gè)縫隙,然后自我干涉,最后再像單個(gè)粒子一樣擊中屏幕。

于是,物理學(xué)家好奇,電子究竟是從那條縫隙中通過。他們把一個(gè)觀測(cè)設(shè)備架設(shè)在雙縫旁邊,然后進(jìn)行單個(gè)電子的重復(fù)實(shí)驗(yàn)。量子世界的詭異遠(yuǎn)超物理學(xué)家的想象,結(jié)果再次震驚了他們,接收屏上得到的居然是兩道對(duì)準(zhǔn)雙縫的痕跡,而非此前的一系列干涉條紋。電子的運(yùn)動(dòng)方式發(fā)生了變化,它似乎知道有設(shè)備在觀測(cè)它一樣。也就是說,物理學(xué)家的測(cè)量或說觀測(cè)竟然影響到了電子的行為。

從雙縫實(shí)驗(yàn)中物理學(xué)家得出結(jié)論,粒子存在著多種狀態(tài),直到被觀測(cè)時(shí)才坍縮成其中的一種。

自此,物理學(xué)家才真正意識(shí)到了量子世界的詭異,與我們所認(rèn)知的世界完全不同。

本文為頭條號(hào)作者原創(chuàng)

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