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什麼是雙縫干涉實驗?為什麼說它和平行宇宙有關

在遙遠的18世紀, 物理學界對光到底是一種波還是一種粒子產生了分歧, 到了19世紀末20世紀初, 波動派和粒子派都發展出了一套理論, 每一派都堅信自己的理論才是正確的, 但後來的事實卻打了臉。

因為在1961年, 物理學家克勞斯.約恩松率先開創了雙縫干涉實驗, 用于檢測光子的物理行為, 也就是說這個實驗能親眼看到光傳播的過程, 進而判斷出光究竟是粒子還是波, 徹底終結波粒之爭。

按照實驗開始之前的設想, 如果光是粒子的話, 它就會筆直地從兩條縫隙中穿過, 由于其他光子都被擋板擋住了, 所以會在擋板背後的螢幕上形成兩道杠。

如果光是一種波, 當光穿過兩條縫隙時會分裂出兩條波源, 這兩條波源如同水面的波紋一樣, 會各自震盪然後發生交涉, 最後在螢幕上形成斑馬線似的干涉條紋。

在這次的實驗中, 光穿過擋板的縫隙在螢幕形成了干涉條紋, 這種一目了然的局面表明了, 光就是一種波。

于是粒子派不高興了

1974年, 皮爾·梅利在米蘭大學的物理實驗室再一次進行了嘗試, 不同的是他這次一次只發射一個光子, 一個光子一次只能通過一個縫隙, 不會產生兩個波源, 進而也就不可能產生干涉條紋了。

但在一個個發射了70000個光子之後, 它們居然又形成了干涉條紋, 而且在高速攝像機的鏡頭中, 光子確實每次都只通過的一個縫隙, 但最後的結果卻是出現了干涉條紋, 為了進一步探究, 後來的攝像機直接裝在了縫隙處, 這樣一來就能看出來它到底走了哪條縫隙。

然後物理學史上最離奇的事發生了

當科研人員具體觀測它走的是哪個縫隙, 以及如何自己和自己干涉時, 光不再是一種波, 而變成了鮮明的粒子性, 在背景板形成了刺眼的兩道杠。

完全相同的實驗過程,不同的只是攝像機的位置,但卻產生完全相反的實驗結果,這意味著在這個實驗中,人類以及攝像機這種觀察者的存在,是會改變實驗結果的,更進一步來說,如果這些光子是人的話,只有你看它們的時候他們才是個人,而一旦移開目光他們就會變成別的什麼東西,這種變化完全取決于有沒有觀察者。

為了解釋這樣詭異的現象,多位科學家聯合提出了哥本哈根解釋,其中較為著名的就是量子的疊加態與量子坍縮。

疊加態意味,當一個光子被打出去後,它既穿過了左邊的縫隙,也穿過了右邊的縫隙,它同時存在于兩個縫隙之間,直到打在背景板能夠被觀察到的一瞬間,它的狀態最終被確定下來,也就是坍縮成了一種狀態。

除了疊加態外,還有一種量子平行宇宙,也能導致波粒二象性的產生

在量子平行宇宙,也就是多宇宙理論中,每一個微小的隨機事件都會帶來不同的平行宇宙,隨著量子態的疊加和坍塌,不同的平行宇宙會越來越多,就好像下圍棋一樣:當我們下第一個棋子時,有361種選擇,也就是會分裂出361個平行宇宙,我們隨自己的選擇踏上了其中的一個。

在下第二個棋子時,又會產生360步走法,同時帶來360個不同選擇的平行宇宙,而這些都建立在第一步已經分裂的361個宇宙下。

按照多元宇宙理論,人類本身的抉擇也能一刻不停分裂出更多的宇宙,比如在這一刻這個世界的你決定看了這篇文章,而另一個世界的你沒有看。

可能你某一次在彩票店門口徘徊時,某一個宇宙中的你選擇買了彩票,另一個宇宙則沒有買,在那個沒有買的宇宙你繼續著普通的生活。而在選擇買彩票的宇宙中,你因為具體要選什麼號碼分裂出了更多的宇宙,可能在其中一個宇宙,你已經是一位千萬富翁。

此時我們身處這個宇宙,人類文明還存在著,但可能在某個宇宙,人類文明已經因為核戰爭而不存在了。

歸根結底

此刻的狀態只是一種偶然,是無數種選擇和結果中的一個。

完全相同的實驗過程,不同的只是攝像機的位置,但卻產生完全相反的實驗結果,這意味著在這個實驗中,人類以及攝像機這種觀察者的存在,是會改變實驗結果的,更進一步來說,如果這些光子是人的話,只有你看它們的時候他們才是個人,而一旦移開目光他們就會變成別的什麼東西,這種變化完全取決于有沒有觀察者。

為了解釋這樣詭異的現象,多位科學家聯合提出了哥本哈根解釋,其中較為著名的就是量子的疊加態與量子坍縮。

疊加態意味,當一個光子被打出去後,它既穿過了左邊的縫隙,也穿過了右邊的縫隙,它同時存在于兩個縫隙之間,直到打在背景板能夠被觀察到的一瞬間,它的狀態最終被確定下來,也就是坍縮成了一種狀態。

除了疊加態外,還有一種量子平行宇宙,也能導致波粒二象性的產生

在量子平行宇宙,也就是多宇宙理論中,每一個微小的隨機事件都會帶來不同的平行宇宙,隨著量子態的疊加和坍塌,不同的平行宇宙會越來越多,就好像下圍棋一樣:當我們下第一個棋子時,有361種選擇,也就是會分裂出361個平行宇宙,我們隨自己的選擇踏上了其中的一個。

在下第二個棋子時,又會產生360步走法,同時帶來360個不同選擇的平行宇宙,而這些都建立在第一步已經分裂的361個宇宙下。

按照多元宇宙理論,人類本身的抉擇也能一刻不停分裂出更多的宇宙,比如在這一刻這個世界的你決定看了這篇文章,而另一個世界的你沒有看。

可能你某一次在彩票店門口徘徊時,某一個宇宙中的你選擇買了彩票,另一個宇宙則沒有買,在那個沒有買的宇宙你繼續著普通的生活。而在選擇買彩票的宇宙中,你因為具體要選什麼號碼分裂出了更多的宇宙,可能在其中一個宇宙,你已經是一位千萬富翁。

此時我們身處這個宇宙,人類文明還存在著,但可能在某個宇宙,人類文明已經因為核戰爭而不存在了。

歸根結底

此刻的狀態只是一種偶然,是無數種選擇和結果中的一個。

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