双缝干涉实验有多离奇?科学家:它揭示了平行宇宙的存在

综述

18-20世纪是人类科学大爆炸的时代,仅在数百年之间各国物理学家取得的成果甚至远超于过去几千年;物理学的盛行让当时很多未曾触及的话题都被拿上台面来讨论,这其中就有光到底是波状还是粒子状

受制于时代条件的限制,当时不管是赞成波状的一派还是粒子状的一派都有自己的一套理论,但后来科学的结果显示这些伟大的科学家在此事上都具备盲目性,理论并不准确。

双缝干涉实验有多离奇?科学家:它揭示了平行宇宙的存在

打破双方争执结果是1961年物理学家率先开创了双缝干涉实验,这次实验产生的离奇结果让人忽略了光子的特性,科学家担忧的发现,它或许揭示了平行宇宙的存在!

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双缝实验

在量子力学里,双缝实验是一种演示光子或者电子等微观物体的波动性和粒子性实验,也是人们口中常说的“双路径”实验。

按照广义的实验推测,在双缝实验中微观物体可以同时通过两条路径或者其中任意一条,从初始点到达终点,并在终点的探摄屏上留下痕迹。通俗点儿说,这项实验可以清楚的观测到光子传播的轨迹

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如果说光是粒子的话,那它肯定会笔直地从两条缝隙中穿过,其他光都被前面的两侧挡板挡住了,留在探摄屏上就是两条杠,这也就宣布了坚持光是粒子状的科学家获得胜利,他们找到了真理。

那如果光不是粒子而是一种波状的话,当光子从两条缝隙中穿过时,就会分裂两道波源,就像是我们朝着湖面不同的位置投入两颗石子,其产生的波纹会在一定时间后发生交涉,这在探摄屏上显示的图像应该就是类似于斑马线的干涉条纹

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第一次实验开始了,在确保前期准备工作无误的的情况下,有机器朝着前面的探摄屏连续吐出光子,光子在接触到两块遮挡物时迅速做出反应,在终点探摄屏上产生了干涉条纹。这似乎已经说明问题了,光的传播过程是以波状的形式做运行轨迹的。

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但很显然坚持粒子派的那一批物理学家不高兴了,物理实验讲究科学和严谨,你这就实验一次结果,怎么就能说是我们错了呢?万一是机器接连吐出的光子太多,导致其互相干扰才形成的干涉条纹,这种可能并不是没有!

所以在1974年,米兰大学物理实验室再次展开双缝实验,这次为了排除其他可能,机器一次只能发射一个光子,同样,一个光子只能通过一个缝隙,这样的话就不可能产生干涉条纹了吧?事实恰恰相反!当光子的数量发射到7万个后,干涉条纹又产生了

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这就让物理学家们疑惑了,既然光子之间没有互相干扰这一说,为何还是会在探摄屏上留下干涉条纹呢

为了弄懂这些干涉条纹到底是如何产生的,科学家将摄像机放在了缝隙出口处,这样就能观察到光子在出口的状态,以及其形成干涉条纹的原因。

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多元宇宙或许真的存在

恐怖的地方就在这里!当科研人员装好摄像机重新实验时,这次光子竟然没有了丝毫波状反应,它呈现出鲜明的粒子特征在探摄屏上形成了刺眼的两道杠。从前到后简直是一模一样的实验,只不过是改变了摄影机的位置,为何产生的结果就不同了呢?

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科学家经过进一步研究后发现,这是一种观察者改变的实验结果,就像薛定谔的猫,在箱子里的猫没有揭开之前,我们并不知道其状态是生是死。

光子也是一样,当我们去观测光子时,它才真的是光子;当人类不在观测时,它可能会呈现出其他各种形态。

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为了解释这种诡异的现象,科学家提出了哥本哈根解释,这其中以量子的叠加态和量子坍缩最为著名

所谓叠加态很好解释:当光子被发射出去后,它可能选择右边的缝隙、也可能选择左边的缝隙,在到达终点之前,光子存在于两个缝隙之间,形成一种坍缩的状态。

除了以上的解释外,还有一种量子平行宇宙也能导致波粒二象性的产生,就是我们口中所说的“平行宇宙”。

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实际上,光子在选择一条缝隙穿过时就已经构成了物质之外的平行宇宙,在多元宇宙理论中,任何微小的改变都会导致平行宇宙的出现,可能说光子在其他宇宙始终呈现波状,可唯有人类观测的宇宙,呈现出笔直的粒子状。

如果这个理论存在的话,那平行宇宙的数量将是无穷无尽的,每当人类做出一个选择,例如决定读书和决定打工的,例如决定买彩票或者不买彩票的,在这种选择过程中,平行宇宙也在不断分裂。

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这种分裂很容易就产生不同的结果,就比如在另一个平行宇宙中你买的彩票中奖了,并且让你成为一位千万富翁;可其他宇宙中你却显得贫穷无比,连生活都成了基本的难题。

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结语

多元宇宙的魅力在于不管我们做出什么样的选择,都会产生必然的结果,而且这种结果还各不相同。

就像光子在被观测前和被观测后形成的状态一样,观测意味着结果已经固定,可在那么多平行宇宙中,人类根本不可能观测到全貌,因此便有无限种可能。以人类目前的科技无法去验证多元宇宙是否存在,同样也不清楚其是否会影响现在的生活。

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页面更新:2024-05-01

标签:科学家   宇宙   物理学家   光子   量子   粒子   条纹   终点   缝隙   离奇   人类

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