第553節(jié)
但粒派不服呀,就提出了另一個要求: 我們再做一次實驗,把電子一個一個地發(fā)射出去看看,一定會變成兩道杠的! 于是他們把電子機槍切換到點射模式,保證每次只發(fā)射一個電子。 然而結(jié)果依舊是斑馬線。 其實電子……或者說光子要真的是波,那粒派也沒啥好說的,愿賭服輸嘛。 但問題是他們發(fā)射的單個電子! 要知道。 根據(jù)波動理論,斑馬線來源于雙縫產(chǎn)生的兩個波源之間的干涉疊加。 也就是出現(xiàn)干涉條紋,代表著就是同時通過兩條縫,而不是前一秒過左后一秒過右的概率模型。 可這樣一來,就和單個電子的‘單個’相悖了: 單個電子要么穿過左縫、要么穿過右縫,不可能同時穿越兩條縫。 這是一個至今懸而未決的謎團。 當(dāng)然了。 關(guān)于電子的雙縫干涉實驗,更有名的可能是另一件事,也就是所謂的第三個實驗: 為了進一步的觀察真相,科學(xué)家們在屏幕前加裝了兩個攝像頭,一邊一個左右排開。 哪邊的攝像頭看到電子,就說明電子穿過了哪條縫。 同樣,還是點射模式發(fā)射電子。 結(jié)果是這樣的: 每次不是左邊的攝像頭看到一個電子,就是右邊看到一個。 一個就是一個,從來沒有發(fā)現(xiàn)哪個電子分裂成半個的情況。 然而就在這時,真正詭異的事情發(fā)生了: 研究者們忽然發(fā)現(xiàn),屏幕上的圖案不知什么時候悄悄變成了兩道杠! 沒用攝像頭看。 結(jié)果總是斑馬線,光子是波。 用攝像頭看了。 結(jié)果就成了兩道杠,電子變成了粒子。 實驗結(jié)果取決于看沒看攝像頭? 聽起來是不是更毛骨悚然了? 不過作為一本專業(yè)的科普作品,這里要科普一件事: 第三個實驗……也就是所謂加裝攝像機的實驗,其實是一個思想實驗,并未實際完成。 其實想想也知道。 別說攝像機了。 哪怕是其他設(shè)備儀器,你想要直接看到電子或者光子穿過哪個縫,這可能嗎? 所以你在網(wǎng)上無論怎么搜,都不會找到任何與攝像機觀測有關(guān)的專業(yè)論文或者實驗視頻。 實話實說。 電子的雙縫干涉實驗確實非常驚悚,它的真相至今未曾被破解。 但如今網(wǎng)絡(luò)上看到的‘驚悚’,實際上帶著二創(chuàng)的添加色彩。 目前真正完成過的電子的雙縫干涉實驗,只有以下三個: 1、早期的雙縫干涉實驗。 這是在量子力學(xué)建立初期就經(jīng)過實驗驗證的現(xiàn)象,比較有名的是日立電視臺的電子雙縫干涉。(hitachi./rd/portal/research/em/doubleslit.html) 2、惠勒的延遲實驗。 在1979年的時候。 曾經(jīng)和愛因斯坦共事的約翰·惠勒在為紀(jì)念愛因斯坦的大會上,提出了一個理想實驗: 為了摒棄觀測行為對電子雙縫干涉中電子行為的干擾,通過某種方式在電子通過雙縫后才進行觀測。 它的思路是這樣的: 從光源發(fā)出一光子,讓其通過半反半透鏡1,光子被反射與透射的概率各為50%。 之后,在反射或透射后光子的行進路徑上分別各放置一個全反射鏡a和b。 使兩條路徑反射后在c處匯合。 c處放有兩探測器ab,分別可以觀察a路徑或b路徑是否有光子。 接下來。 如果在兩個探測器前的c點處再放置一個半反半透鏡2,便可以使光子發(fā)生自我干涉。 適當(dāng)調(diào)整光程差后,可使得在某一方向(a或b)上干涉光相消,此方向上的探測器總是無法收到信號。 與此同時,另一方向上的探測器則必定會總是接收到信號。 這個實驗之所以叫延遲選擇實驗,就是因為我們可以在光子已經(jīng)通過半反半透鏡1之后,再決定是否放置半反半透鏡2。 也就是說在光已經(jīng)決定完選擇波動性還是粒子性之后,我們再去放置半反半透鏡2去觀察它。 實驗最開始提出的時候是一個思想實驗,但后來經(jīng)過實驗驗證了,這一結(jié)果曾經(jīng)刊載于sce。(doi:10.1126/sce.1136303) 理想的單光子源早在1974年就已經(jīng)問世,上面的惠勒實驗中的單光子源利用的是金剛石n-v色心的缺陷。 3、量子擦除實驗也是經(jīng)過實驗驗證的。 量子擦除實驗聊起來比較復(fù)雜,也就是所謂‘八納秒內(nèi)可以改變過去’的源頭。(d/10.1103/physreva.65.033818) 嗯,就這三個——或許還有其他一些改動過的其他實驗,比如c60之類的,但核心原理都和這三個實驗相同。 目前最接近所謂‘?dāng)z像機’的成果,應(yīng)該是內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校的物理系研究團隊在2011年搞出來的一份報告,但距離真正的攝像機還相差很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)。(d/10.1088/1367-2630/15/3/033018) 順便一提。 網(wǎng)上現(xiàn)在所謂的攝像機拍出的‘?dāng)z像機’圖樣,實際上是霓虹的外村彰帶領(lǐng)團隊在1988年做的電子干涉的圖樣。(d/10.1119/1.16104) 所謂直接可以觀測到電子通過哪個縫的實驗,依舊是思想實驗,至今沒人真正能夠做出來。 目前真正能做的‘觀測’是什么呢? 是在雙縫之間安裝電子探測器,這個探測器無法直接顯像,無法觀測微粒路徑,只能作為接收屏。 當(dāng)打開探測器開關(guān),光就呈現(xiàn)粒子性; 關(guān)閉探測器開關(guān),光就呈現(xiàn)波態(tài)。 好比天上下了場‘雨’,你沒法知道它是從哪片云層落下來的。 但是你伸出手,接到的是雨。 不伸手用眼見看到它落地,掉落的就是一朵花。 一切取決于你的觀測,或者說干擾。 所以電子或者說的雙縫干涉實驗,實際上從頭到尾令人驚悚的就一件事: 那就是文科生一點都看不懂…… 咳咳……錯了錯了。 驚悚的地方在于你不去測量是一種結(jié)果,測量的話是另一種結(jié)果——再提醒一次,這里的測量不是攝像機的直接測量,而是接收屏的探測器。 也就是任何可泄露出路徑情況并且被記錄下來的信息,都會導(dǎo)致量子坍塌。 就這么簡單。 辟謠科普,我們是專業(yè)的。(笑) 這也是現(xiàn)在糾纏態(tài)的研究領(lǐng)域之一。 擱某些黑暗流科幻小說里的表述,差不多就是“被設(shè)計好的底層邏輯,可以證明人類是被關(guān)起來的小白鼠”云云…… 真正的科學(xué),不應(yīng)該是在發(fā)現(xiàn)未知的時候,把它二次加工成更恐怖的謠言去嚇人。 而是應(yīng)該在發(fā)現(xiàn)未知后,盡量的去破解它的奧秘。 當(dāng)然了。 目前的徐云倒是不需要考慮這么復(fù)雜的事兒,眼下他的壓力主要還是來自社員們認(rèn)知上的沖突: “唔……各位同學(xué),稍安勿躁。” “各位的心情我可以理解,畢竟我說的這些內(nèi)容,確實和大家已有的觀念相悖?!?/br> “不過沒關(guān)系,我們還是之前的那句話——可以先拋開實驗結(jié)果,單純來討論實驗設(shè)備的特殊性?!?/br> 隨后他環(huán)視了周圍一圈,朝臺下一攤手,語氣中帶著一絲誘惑: “難道大家就不想知道,怎么樣才能把光子單獨發(fā)射出來嗎?” 此話一出口。 臺下原本有些嘈雜的議論聲,便再次化作了寂靜。 制備單光子。 這短短的五個字在2022年都能引起不少人的興趣,就遑論1851年的自然科學(xué)愛好者了。 因此很快。 眾人臉上原先那些清晰可見的質(zhì)疑,逐漸便被猶豫與好奇替代了。 見此情形。 徐云頓時心中一定: 很好,魚兒上鉤了。