第二百七十四章 電子雙縫干涉實驗(2 / 2)

「但這在數學上無法解釋,它同時通過了兩條縫,而不是選擇其中一條!」

夏琳扉道:「所以科學家們必須確定它到底通過了哪一條!接下來是第四個步驟。」

「(4),在兩條縫的後方兩側都安裝兩台檢測設備,用以監測電子通過縫隙時的狀態。當電子通過1號縫時,與它同側的檢測器就會報警。這個實驗為了確定單個電子通過雙縫時究竟走了什么路線,有沒有同時通過兩條縫的可能。我們的實驗思路已經將電子當作宏觀的粒子進行考慮,實際上我們觀察的就是粒子性。」

「結果怎么樣?」蘇源問道。

「通過一次釋放一個電子,反復進行實驗,發現電子是一個個通過細縫的,在屏幕上出現了兩條明亮的條紋,並沒有出現干涉現象的一條條波紋。」

際葉皓意外道:「僅僅是在縫隙的兩側裝了探測器。並沒有影響電子通過的路徑,探測到的結果卻變成跟宏觀粒子一樣的狀態?」

在(4)這個步驟中,微觀粒子的波動性消失了,轉而呈現卻是跟宏觀粒子一樣的粒子性!

「是的,我們只是想看看電子究竟通過了哪條細縫,確定一下有沒有同時通過兩條細縫的可能,實驗思維是建立在粒子性基礎上,而實驗結果卻是電子好像知道我們在觀察它一樣。壓根不表現出波動性。」

「電子成精了!」

蘇源皺了皺眉頭,開玩笑道。

「那么我接下來進行第五個步驟。」

「(5),如果依舊跟步驟(4)一樣,在縫隙的兩側安裝探測器,但不讓探測器報警呢?只要探測器不報警,人類就不會知道它通過了哪條縫。也就沒有預設粒子性的前提,在這樣的條件下,繼續(4)步驟的實驗。」

其實(5)實驗和(4)實驗的實驗設備是完全一樣的。區別就在於是否通過報警讓人類知道粒子走過的路徑。

「結果怎么樣?還會像(4)一樣表現出粒子性嗎?」際葉皓問。

蘇源搖搖頭,「既然高峻和夏姐舉這個例子了,結果肯定不是嘍!」

高峻說道:「蘇源說得沒錯,步驟(5)的實驗結果確實與(4)不同,它的實驗結果是後方屏幕上再次出現了一排排干涉條紋,表現出了波動性。」

「那這究竟是為什么,為什么人類一旦無法得知它的運動路徑時,它又表現出了波動性?步驟(5)的實驗與步驟(4)唯一的區別就在於我們是否能知道電子的軌跡。但我們知道了電子軌跡,會對實驗結果造成影響嗎?」

這實在是一個讓人深思的問題。

我們不想看到粒子性,並以此設計實驗(5)的時候。它最終在我們面前展現干涉條紋,表現出了波動性。

而我們以粒子性思維設計了實驗(4)。添加了報警功能,它卻表現為粒子性。

也就是說,我們的實驗目的和為此設計的實驗,導致了與之匹配的結果的出現。

際葉皓擰著眉頭說道:「如果一定要用理論來解釋的話,這大概就是『觀察者效應』。」

高峻贊同道:「是的,在量子理論當中。粒子是處在多種可能性的疊加態或波函數,根據哥本哈根學派的波包塌縮效應,當有觀察者對它進行觀察時,疊加態會塌縮成一個固定的狀態被觀察到,這就是『觀察者效應』。」

「但這與因果性有什么聯系?」

蘇源想到一開始的實驗目的,高峻和夏琳扉旨在通過這個實驗講述因果的顛倒啊。

「先別急。」

夏琳扉微笑看著她,對高峻道:「你來告訴大家。」

高峻點點頭道:「在上面的實驗中,由於整個過程是單個電子單個電子的釋放,所以在呈現波動性的時候,電子顯然同時通過了兩條細縫,擁有兩條路徑,於是發生自我干涉;而呈現粒子性時,它必然只能通過一條細縫,實際通過的過程也只有一條路徑。」

「換句話說電子在通過第一條有兩個缺口的豎線之後,本身已經選擇了一種通過方式,要么同時通過兩條細縫,選擇兩條路徑,呈現出波動性;要么只通過一條細縫,選擇一條路徑,呈現出粒子性。」

「這個選擇的參考取決於它提前知道了我們想要觀察它的什么特性。」

「那么我們延伸一下,假設我們設計一個實驗,在電子通過了隔板上的豎線,但還沒有到達屏幕的時候,我們突然改變我們要觀察的特性。」

「比如說,原先的實驗條件是像步驟(5)一樣不加入報警裝置,表明我們不強調粒子性,那么按照步驟(5),電子應該在通過雙縫的時候做出選擇,同時通過兩條縫。而在電子已經做出選擇通過兩條縫隙但還沒到探測器時,我們突然人為快速的加入報警裝置,表示我們改變主意了,現在想要看到電子的粒子性。」

「結果只有單側報警器做出反應,並且反復試驗後在屏幕上呈現出粒子性的條紋。」

「這說明了什么,按照時間的先後順序,電子先做出選擇展現出波動性,電子一分為二通過了雙縫。但因為人為改變測量目標,已經通過了雙縫的電子又變成只從一條細縫穿過了……」

這表明,在我們做出選擇之後,已經確定路徑的電子發生了改變。

因果在小范圍被改變了,我們「觀察」電子,導致改變了電子的「過去歷史」。

換一個角度來說,現在的選擇不僅可以改變未來,也可以改變過去。時空是連續的,時間軸上的任何一點動作都可能影響整個時空中事件的發展!基於這一點,只需要加大對時間軸上的因果置換量就可以制造出時光機的雛形。

ps:

這一章比較難懂,大家仔細研讀一下!!