双缝实验是否证明有鬼神?
当年为了探明微观粒子比如电子,究竟是波还是粒子,在物理实验中有一种双缝实验。让电子束照射双缝,看看结果如何。这个实验产生了一种非常奇怪的现象,甚至能推导出鬼魂。
如果电子确实是粒子,就应该像子弹一样,只能穿过一个缝。因为大量粒子的飞行有随机性,应该从左右两缝各过去一半数量的电子,在后面屏幕打出两条亮线。相当于机枪扫射过双缝后在靶上打出两组弹痕。
如果电子是波则不一样,会在屏幕上造成明暗相间的干涉条纹。其实道理很简单,如果水中扔一个石子,就会激起一圈一圈的同心圆。如果扔两个石子,两组同心圆之间就会互相干涉,形成特殊的干涉花纹。
电子如果是波,就能像水波似的从两个缝同时穿过去,缝后面激起两列波,相互干涉,在后面的屏幕上形成干涉条纹。
结果一试,屏幕上显示出的不是两条亮线,而是干涉花纹,证明电子的确是波,是从两个缝同时穿的。
但有人觉得证明力还不够,也许因为电子太多,从两个缝穿过去后互相碰撞,打架,走不了直线,互相干扰,也可能形成干涉花纹,并不能完全证明电子一定是波。
好吧,那就一个一个电子往出发射,每个间隔几毫秒,这一下该相互打不了架吧?谁知一个个电子打过去,积累起来,仍然显示出干涉花纹,这下没说的了吧?一定是波!
为了探个究竟,干脆在缝的后面放一个观测仪器,到底看看每个电子是怎么穿的。这一看不得了,居然能看出电子不是两个缝同时穿,而是只走一个缝,就跟子弹一样。而且一半电子走左缝,另一半走右缝。更不可思议的是,屏幕上的干涉花纹也没了。这下又证明电子不是波,而是粒子。
更诡异的是,如果你把观测仪器拿走,屏幕上又重新出现了干涉花纹。再放上观测仪器,花纹就没了!
也就是说,电子究竟是粒子还是波,似乎跟你看不看有关!你不看,它就是波,一看,就成了粒子。有人说,没有什么客观世界,全随人的主观意识而变。就像鬼魂似的,你不看他,他就不存在。你一看,他就出来了。于是有人认为,这是因为人脑思维时发出的脑电波或曰灵魂影响了电子,
但许多学者不同意这个说法。他们的解释是,电子并非子弹那样的实体小球,而是一个“波包”(比如抖动一下拉直的绳子,就会看到有一个隆起的形状在移动,这个隆起就叫做“波包”),只是因为尺寸很小,所以也可以看成粒子。在没人观测的时候,电子其实就是波,既然是波,当然能同时从两个缝穿过去,能相互干涉,能形成干涉图形。但只要有人观测,就得有光照,有相互作用,对电子来说就是干扰。就像前面说的,哪怕只要一个光子打上去,电子的状态也会改变的,变得更像粒子。
也有学者说,在没观测的时候电子是柱形波,一观测,光子一干扰,就变成球形波了,而柱形波跟球形波无法形成干涉条纹。
也就是说,这里面并不存在什么鬼魂,并非人的主观意识对电子产生了影响,只不过光照对电子产生了干扰而已。
被称作“爱因斯坦之后最睿智的理论物理学家”费曼认为,即使不观测,不去看,只要开灯,电子同样会变,变得更像粒子。这进一步证明了跟人看不看没关系,跟主观意识更没关系,只跟客观变化(比如开灯)有关。
我们以往总认为,物理学是最客观最冷静的科学,科学家只是完全的旁观者,观察者,所观察到的物理学规律是不带任何人类主观意志的大自然本身。牛顿时代这样说还可以,到了量子时代,科学实验已经不能不带主观意志了,我们只要想“看一眼”就得打灯光,即使一个光子打上去,电子就会改变原来的形态,我们已经无法观察到完全客观的世界了。
而这种现象在物理学中就叫做“不确定原理”,以前叫做“测不准原理”,对一个电子,测准了位置,就测不准速度,测准了速度,就测不准位置。因为这时只要“观察”就会改变电子的状态。
也就是说,人类永远不可能穷尽宇宙的本真,只能无限接近它。
但同时,我们也不能把人类的主观因素无限广大,好像物理学从此不再是客观规律,好像我们的灵魂都能对微观粒子产生作用似的,好像鬼神真的存在似的。其实不过是我们的观察手段(比如光照)对测试结果产生了影响罢了。
2021年7月8日
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