双缝干涉延迟实验到底验证了什么,为什么说它的实验结果很恐怖?

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与你奇思妙想

2020年06月03日

双缝干涉延迟实验的败笔,就是把一个体积光源,认定为一个面积光源,把无数光子或电子组成的立柱体的光段认定为单个光子,根据现有科技水平,人类只能观测单个原子,并不能单个移动原子,单个电子和光子根本看不到,是什么形状还无从说起,怎么认定的通过双缝是单个光子或是单个电子。一颗子弹从门缝穿过去,只有一个落点,一颗散弹从门缝穿过去结果会一样吗?错误的认定实验,得到恐怖实验结果,不奇怪。

科学无双

2020年06月04日·优质科学领域创作者

这个实验验看似是得到了一个细思极恐的结论,甚至说是打破了“因果律”,但是,其实这只是一种对“我们能够观测”的现象的解释,我试着说一说。

双缝干涉

一束光通过一个双缝后分为两束光,从光的波动学说上说,光由于是一种波,那么两束波相遇是会发生干涉效应的,也就是:

波峰+波峰=叠加

波峰+波谷=相消

波谷+波谷=叠加

于是就得到了干涉条纹。

但是对于单光子来说,有两个缝会经过哪个缝呢?

哥本哈根的解释是同时通过。那么这就匪夷所思了。


惠勒延迟实验

为了验证单光子干涉的结论,惠勒改进了双缝干涉实验。

首先解释下实验装置。一束单色光经过一个半反半透镜,分成两束强度相等的光,再分别经过反射镜反射后在一个位置相遇,如果在这个位置再放上一个半反半透镜,精密地调整两束分光的光程差,那么可以使得两个探测器中一个总是得到干涉叠加的光,另一个总是得到干涉相消的光。


单光子实验

那么如果对于单个光子是什么情况呢?

对于单个光子在遇到半透镜1的时候,从概率波角度解释,它有50%的概率走反射镜1的通路,有50%的概率走反射镜2的通路。

如果不使用半透镜2,那么探测器1和2各有50%的概率探测到这个光子,这时候光子是一个粒子。

而如果使用半透镜2,实验的结果是,其中一个探测器会总是收到光子,另一个却总是收不到。也就是说,就算只有一个光子,也是有干涉效应的。

那么问题来了,从粒子角度来看,这是没法解释的。因为粒子在半透镜1的时候,要么走反射1的通路,要么走2的通路,那在半透镜2怎么能干涉呢?

所以只有用波动解释才能解释通,即它同时通过了两条通路。

打破因果律了吗?

接下来的实验,才叫人大跌眼镜。

单光子实验时,如果没有半透镜2,单个光子是粒子,而如果有半透镜2,则它又是波。那么,首先不使用半透镜2,如果能在光子通过半透镜1之后的瞬间,这时候光子已经有50%的概率选择了通路1或者通路2,在它还没到达半透镜2 的时候的瞬间把半透镜2加上去,那么这时候光子在半透镜2上还是有50%的概率去探测器1或者探测器2的。

但是,实验结果是,只要一个探测器是始终接收到光子,而另一个没有。

也就是说,在光子经过半透镜1以后,通过放入半透镜2这个行为,改变了光子过去的行为,使它总单路线变成了同时走双路线。

这样后面发生的行为影响了前面的行为,所以说打破了因果律

但是,这不过是一种解释,实际的情况,我们既不能把光看做单纯了粒子,也不能看做单纯的波。粒子性和波动性只是它的两个方面而已,限于人类的观测条件所限,我们要么看到了粒子性,要么看到了波动性,这是片面的。

就好像盲人摸象,他们每个人说的都对,又都不对。

人类目前对量子世界的理解也就像盲人一样,还没发看到它的全貌。所以打破因果律的推论不过是在一个片面的观测下得到的片面结论

量子世界还有很多未解之谜等待我们去破解。

哥本哈根诠释2023

2023年01月23日

双缝干涉延迟实验的恐怖指的是粒子展现出的波粒二象性,在观察者出现时,竟然只表现粒子性,而且就算观察者出现在粒子通过双缝之后,依然只表现粒子性,这个延迟效应就好像粒子知道你要观察所以又返回过去变成粒子。

炮厉甲坚

2020年06月03日

很高兴回答你这个问题

说到双缝干涉实验就是把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面这样就形成了一个点光源(从一个点发出的光源)。现在在纸后面再放一张纸,不同的是第二张纸上开了两道平行的狭缝。

从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上,就会形成一系列明、暗交替的条纹,光子的波干涉现象。然后科学家想仔细在观察清楚光子是怎么通过双缝形成波干涉的,就想用高速摄像机观察,但是神奇的事发生了,只要通过高速摄像机观察,波的干涉现象就会消失,就好像光子知道有人在观察他们一样,也就是所这些微观粒子是活的有自己意识的,这颠覆了人类对微观世界的认识。

世界万物皆由这些微观世界的粒子组成,要是他们是有自己意识的,到底是我们控制他们还是他们控制我们,或者说我们在看一个物体的时候他是动的,
如果我们不在看他们时是不是他们就停止运动了呢,那在我们睡觉的时候这个世界是怎么样的呢,宇宙深处我们看不到的地方又是什么样的呢,这也只有等科学家给我们答案了。

土老冒他哥

2021年11月05日

在一八零一年,英国人托马斯让一束光通过一个双缝,在双缝后面观测到干涉条纹,从而证明电子具有波动性,在明条纹处,两条光波到达它们的波谷刚好抵消,波的强度减弱,形成较暗的条纹,感光屏上条纹形状与两条狭缝之间的距离背关。