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双缝干涉为什么这么严重(它颠覆了人类传统认知)

2024-11-04 09:32:05

现代科学认为宇宙诞生于138亿年前的奇点大爆炸,这是一个质量无限大,能力无限大,密度无限大,热量无限大但是体积无限小的一个点,这个点突然发生了大爆炸,爆炸之后宇宙开始迅速地向四周扩散,到今天为止宇宙已经膨胀了138亿年,而且根据科学家的观测宇宙还在不断地膨胀,它什么时候会停下来目前人类也不知道,不过宇宙诞生之后产生了很多天体,比如说恒星,行星这些都是宇宙中的天体。

其中恒星是能够自己发光发热的天体,地球之所以有生命和太阳有很大的关系,如果没有太阳,那么地球也不可能诞生生命,太阳光能够给地球传播热能,让地球变得明亮并且有温度,光是一种非常神秘的物质,人类对光一直都充满好奇,毕竟光的很多特性让人感到不可思议,比如说光速是宇宙中最快的速度,任何有质量的物质都没有办法超越光速,除了这些之外科学家还做了一个非常可怕的实验。

这个实验就是双缝干涉实验,可能有一些爱好天文的朋友应该知道这个实验,这个实验之所以让很多人感到惊讶,是因为它违反了人类正常认为的理论,我们人类是生活在宏观世界,但是站在宏观世界,有很多事情没有办法弄清楚,这时候就需要进入微观世界来寻找答案,在人类还没有进行这个实验之前,人类一直认为光是一种粒子,就连伟大的物理学家牛顿也认为光是粒子的说法,这个说法一直持续了很多年,直到惠更斯的出现打破了这个观点,他认为光是能量波,这两种说法在当时掀起了一股科学热潮。

后来为了证明这两种说法哪个是正确的,1801年托马斯·杨进行了一次光的干涉实验,这个实验让人类知道了光到底是什么物质,其实这个实验的做法也很简单,就是利用光源朝着挡板进行发射,然后看光子穿过挡板之后墙上面的形状,如果墙上面呈现出两道杠,那么就说明光是粒子,因为在光经过挡板的同时,有一部分光子会被挡住,所以光子没有办法全部打在后面的墙上,墙上会留下两道杠。如果光是一种波,那么它在墙上留下的应该是斑马线。

当科学家做完第一次实验之后,发现墙上留下了两道杠,这时候科学家认为光就是粒子,但是做第二次实验的时候,出现了诡异的现象,光在墙上出现了波纹的形状,这究竟是如何做到的,为了看清楚光子的运动轨迹,科学家在实验中安装了一个探测器,科学家安装探测器的目的是为了看清楚光子都从哪个缝隙中传过去的,但是让人感到不可思议的事情发生了,干涉条纹没有了,离开探测器干涉条纹就又出现了,难道人类的观测还会影响实验结果?

首先双缝干涉实验在没有观测者的时候,粒子处于叠加状态,这个叠加的状态通过双缝的时候又一半通过A缝隙,另一半通过B缝隙,没有观测者就意味着没有人能够证明光子走了哪条缝隙,这个时候的粒子处于叠加状态,看到的现象就是粒子形态,由于粒子非常微小,没有任何人可以直接观测到它,也没有自主意识,无法自主选择,所以它本身不构成观察者,在这个实验中,只看结果的话,不在中间加以探测,人类是永远都不知道粒子到底是从哪个缝走,这会导致光子一直处于叠加态中,最终形成干涉条纹。

但是如果要使粒子的叠加的状态坍塌,就要对实验进行观察,看它到底从A走还是B走,一旦看到了粒子从其中一条缝走时,事实便已固定,粒子的路径被固定了,所以干涉条纹消失了。不管我们用多快的速度加上探测器,只要加上它就会消失,只要拿走它就会出现,这就是光子非常诡异的现象,最终科学家得出了光的波粒二象性,而这个观点颠覆了人类对传统世界的认知,毕竟光子的这种特性是人类第一次见到。

小编认为,光子作为世界上最神奇的一种物质,它的独特性已经超出了人类的想象,而且我们都知道光速也是宇宙中最快的速度,光本身就存在多种奥秘,只不过人类在探索的过程中发现了一些奥秘,但是这并不代表光子的全部奥秘都被人类发现了,可能还有更多的奥秘我们不知道,随着人类科技的进步,未来我们可能会发现光子的更多秘密。