电子双缝干涉实验为什么说“电子双缝干涉实验”令人感到“毛骨悚然”？

发布时间 : 2025-01-24

作者 : 小编

访问数量 : 23

扫码分享至微信

为什么说“电子双缝干涉实验”令人感到“毛骨悚然”？

我们常常听到有人说，在量子力学的相关实验中，“电子双缝干涉实验”令人非常的“毛骨悚然”，那么为什么人们会这么说呢？今天我们就来简单地介绍一下。

电子双缝干涉实验本身并不令人“毛骨悚然”，它只是量子力学中一种演示电子的“波粒二象性”的实验。

根据量子力学的相关描述，电子这类基本粒子，可以同时具有“粒子性”和“波动性”，于是科学家们就精心设计了“电子双缝干涉实验”：让电子束从两个相互平行的狭窄缝隙中通过，然后这些电子会落在后面的探射屏上，通过对电子在探射屏上产生的现象进行观察，科学家就可以验证“波粒二象性”的正确性。

实验结果大概如上图如示，它完美地证明了量子力学相关理论的正确性。在此之后，随着科技的发展，人们渐渐具备了操控单个电子的能力，于是就有好奇的科学家想把“电子双缝干涉实验”做到更加精致，他们让电子一个一个的通过“双缝”，并试图看清楚单个电子到底是怎么样通过“双缝”的。

然后令人“毛骨悚然”的事情就发生了，简单地讲，就是存在观测者的时候，电子只会呈现出“粒子性”，而一旦没有观测者存在，它们绝对是呈现出“波动性”。这些单个发射出去的电子，就像是一个个无所不知的精灵一样，它们会根据观测者的行为，来决定自己的状态。

为了搞清楚这个问题，科学家想出一个办法，那就是在电子通过双缝之前不去做任何观测，然后等到电子通过了“双缝”之后，再马上打开观测设备进行观测。不得不说，这是一个好主意，因为电子通过了“双缝”之后，它以什么样的方式通过“双缝”已经成为了既定的事实，是不可能改变的。

但实验结果却让科学家大跌眼镜，因为实验结果表明，即使是电子已经通过了“双缝”，它还是会根据观测者的行为，来决定自己的状态！即存在观测者的时候，它们是“粒子性”，而假如对它们不做观测，它们又无一例外地呈现出“波动性”。

通过这个现象，我们可以看到观测者“现在的行为”，居然可以改变电子“过去的状态”！这种不可思议的事情，就是这么真实地存在着。电子双缝干涉实验强烈地暗示了我们所处的世界，与我们平常感觉到的完全不一样，这就是它令人“毛骨悚然”的真正原因。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们 ，我们下次再见`

（本文部分图片来自网络，如有侵权请与作者联系删除）

什么是双缝干涉实验？为什么说它和平行宇宙有关

在遥远的18世纪，物理学界对光到底是一种波还是一种粒子产生了分歧，到了19世纪末20世纪初，波动派和粒子派都发展出了一套理论，每一派都坚信自己的理论才是正确的，但后来的事实却打了脸。

因为在1961年，物理学家克劳斯.约恩松率先开创了双缝干涉实验，用于检测光子的物理行为，也就是说这个实验能亲眼看到光传播的过程，进而判断出光究竟是粒子还是波，彻底终结波粒之争。

按照实验开始之前的设想，如果光是粒子的话，它就会笔直地从两条缝隙中穿过，由于其他光子都被挡板挡住了，所以会在挡板背后的屏幕上形成两道杠。

如果光是一种波，当光穿过两条缝隙时会分裂出两条波源，这两条波源如同水面的波纹一样，会各自震荡然后发生交涉，最后在屏幕上形成斑马线似的干涉条纹。

在这次的实验中，光穿过挡板的缝隙在屏幕形成了干涉条纹，这种一目了然的局面表明了，光就是一种波。

1974年，皮尔·梅利在米兰大学的物理实验室再一次进行了尝试，不同的是他这次一次只发射一个光子，一个光子一次只能通过一个缝隙，不会产生两个波源，进而也就不可能产生干涉条纹了。

但在一个个发射了70000个光子之后，它们居然又形成了干涉条纹 ，而且在高速摄像机的镜头中，光子确实每次都只通过的一个缝隙，但最后的结果却是出现了干涉条纹，为了进一步探究，后来的摄像机直接装在了缝隙处，这样一来就能看出来它到底走了哪条缝隙。

当科研人员具体观测它走的是哪个缝隙，以及如何自己和自己干涉时，光不再是一种波，而变成了鲜明的粒子性，在背景板形成了刺眼的两道杠。

完全相同的实验过程，不同的只是摄像机的位置，但却产生完全相反的实验结果，这意味着在这个实验中，人类以及摄像机这种观察者的存在，是会改变实验结果的， 更进一步来说，如果这些光子是人的话，只有你看它们的时候他们才是个人，而一旦移开目光他们就会变成别的什么东西，这种变化完全取决于有没有观察者。

为了解释这样诡异的现象，多位科学家联合提出了哥本哈根解释，其中较为著名的就是量子的叠加态与量子坍缩。

叠加态意味，当一个光子被打出去后，它既穿过了左边的缝隙，也穿过了右边的缝隙，它同时存在于两个缝隙之间 ，直到打在背景板能够被观察到的一瞬间，它的状态最终被确定下来，也就是坍缩成了一种状态。

在量子平行宇宙，也就是多宇宙理论中，每一个微小的随机事件都会带来不同的平行宇宙，随着量子态的叠加和坍塌，不同的平行宇宙会越来越多，就好像下围棋一样：当我们下第一个棋子时，有361种选择，也就是会分裂出361个平行宇宙，我们随自己的选择踏上了其中的一个。

在下第二个棋子时，又会产生360步走法，同时带来360个不同选择的平行宇宙，而这些都建立在第一步已经分裂的361个宇宙下。

按照多元宇宙理论，人类本身的抉择也能一刻不停分裂出更多的宇宙，比如在这一刻这个世界的你决定看了这篇文章，而另一个世界的你没有看。

可能你某一次在彩票店门口徘徊时，某一个宇宙中的你选择买了彩票，另一个宇宙则没有买，在那个没有买的宇宙你继续着普通的生活。而在选择买彩票的宇宙中，你因为具体要选什么号码分裂出了更多的宇宙，可能在其中一个宇宙，你已经是一位千万富翁。

此时我们身处这个宇宙，人类文明还存在着，但可能在某个宇宙，人类文明已经因为核战争而不存在了。

此刻的状态只是一种偶然，是无数种选择和结果中的一个。