第兩百五十二章 恐怖如斯
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如果說人類歷史上有什麼物理實驗是最
“恐怖”的,雙縫干涉試驗說第二,恐怕沒有哪個敢認第一。各種平行宇宙解釋湊出來了。
更詭異的還有什麼意識決定論。甚至玄學的解釋也出來作妖。實際上都是不懂得量子力學本質,只看了幾篇新聞稿後的瞎猜。
說到李諭想做的干涉實驗,由於是光子,多少還好理解一些,也更好接受一些,畢竟光子沒有質量,用專業點的話說是玻色子。
而後來人類也用有質量的粒子,也就是物質粒子,專業術語叫做費米子,做出來了雙縫干涉試驗。
最早是使用電子成功做出的雙縫干涉實驗。再到現代,2012年是單電子雙縫干涉都做了出來。
這可不得了了!所謂的
“恐怖”,就是指的它!很多不懂的人直接被帶節奏。因為光子如論如何在相當長時間裡大家已經接受了它是一種波,能夠干涉。
但電子可是有質量的組成物質的基本粒子,它怎麼可能自己和自己完成波的干涉?
想破頭都想不出來啊!尤其是當科學界也用平行宇宙解釋過之後,直接原地爆炸。
很多不明真相、
“不自量力”的人紛紛開始搞剛才提到的各種意識決定論、玄學神學觀點,就挺扯。
甚至唯心主義各種論調都來了,只不過科學界那些真正懂的人都不屑一顧。
很多時候李諭也懶得理這些人,但會用一些理論上更
“可怕”的事嚇唬他們。大傢伙肯定知道楊氏雙縫干涉,這個試驗高中生都可以做,所以才多少能議論議論電子的雙縫干涉。
這個東西解釋起來極難,因為在量子力學裡,粒子確實也是具有波粒二象性的。
而想要解釋電子干涉試驗,就需要知道很多量子力學的基本知識。於是李諭想到了量子力學裡一個著名的神獸:薛定諤的貓。
其實大部分人也不理解
“薛定諤的貓”真意,更別提薛定諤真正厲害的波函式。不過都不打緊,因為李諭也沒有說這只不死不活的貓。
由於波函式這東西很有趣,因為按照波粒二象性,人也具有波粒二象性,即人同樣有波的性質。
於是李諭告訴這些槓精們:按照量子力學的理論,你也有波的屬性,而物質波是一種機率波,就是物質出現在空間中某一個位置的機率。
你的波函式是彌散在整個空間的,所以說下一秒你可能出現在任何地方,就是出現在火星上的機率,理論上,注意,是理論上,也不為零。
聽到這,槓精們就瘋了。剩下的李諭不用說,就有得這些人抓狂。在這先偷偷告訴各位哈,實際上,根據德布羅意的公式,波長等於普朗克常數除以動量,計算得出這個波長的值可以說小到忽略不計。
再按照薛定諤方程的機率解釋,就算是從宇宙大爆炸開始你就存在,一直到現在,你瞬移到火星的機率也小到不會出現一次。
所以不用擔心!再說回單電子的雙縫干涉,此實驗的確觸及到了量子力學的心臟。
很多人誤解這個試驗,然後扎破頭去想一個電子到底是透過了哪條縫隙,實際上這麼想不對。
大家這麼想的原因,是因為教科書上把電子畫成了一個個小球。但實際上電子到底是什麼結構、又或者有沒有尺寸下限,一直到李諭穿越的那個時間點,都是物理學界仍舊不知道的。
——電子雖然是人類最早發現的基本粒子,但對它仍舊知之甚少。在量子力學的核心觀點裡,微觀粒子的屬性在你進行測量的時候就會沒有任何意義。
而且它也並非就是個小球,它的空間分佈是機率分佈。因此你根本就不可能知道電子的實際位置,如果知道了,就說明你測量了;而一旦測量了,就必然是用了某種裝置,不管是何其微弱的方式,必然將它擾動了;而一旦擾動,電子將只會表現出粒子性,自然就看不到波的性質。
雖然有點繞,但這就是量子力學的核心內容。其中涉及了很多如波函式坍縮、不確定性原理等等高深的理論。
大體知道就行,以後都會提到。總之一句話,你根本不可能知道電子的具體位置,也就不可能知道它到底怎麼透過的雙縫。
沒錯,不知道!所以討論透過哪條縫,本身就不對嘛。普朗克聽李諭提到
“單光子試驗”,已經意識到了問題,他繼續對李諭說道:“你可知道,按照猜測,請注意我的措辭,僅僅是猜測,如果真的存在光子這種東西,那它在兩條縫後面只會是兩條亮斑,怎麼會有干涉圖樣出現!”李諭說:“教授說得對,所以我這個試驗本身的前提假設就是光有粒子性。”普朗克眉頭有點緊鎖,放下了手中的刀叉,仔細想了一會兒說:“你就這麼有把握?”李諭正色道:“有!”普朗克眉頭舒展開:“好吧,如若真是這樣,牛頓先生在天堂知道,也會欣慰。”李諭畢竟是大老遠辛辛苦苦再次來到歐洲,也該搞點大動作。
這個試驗可以讓愛因斯坦的動作快一點,畢竟光電效應的解釋才真正奠定了光的粒子性。
就是說李諭多少有點
“超前”。李諭此前的話說得很嚴謹,字首是
“單光子”,然後是
“雙縫干涉試驗”,可以理解為提前假定了光的粒子性,然後由此出發再去證實它的波動性。
雖然聽起來有點繞,不過這不恰恰就是波粒二象性嘛。看似轉了個圈又回到原點,但這個過程本身非同一般。
而且李諭的
“光子”說法,明顯又契合了普朗克的量子理論。雖然單光子雙縫干涉試驗並不是什麼非常非同一般的重要試驗,也似乎達不到諾獎級,但它的啟發性很大,尤其是在量子力學的萌芽階段。
李諭選擇這種不太
“恐怖”的試驗,對物理學界還算
“溫和”。