雙縫實驗為什麼恐怖？單粒子雙縫實驗評測

2023-03-31 16:06:37

雙縫實驗又稱楊氏雙縫幹涉實驗，是全球經典光學實驗，雙縫實驗一種讓大多數科學家都上腦筋的實驗，而且還很恐怖，它能通過眼睛讓你對所觀察到的事物產生懷疑。今天51區小編為大家講解下什麼是雙縫實驗，雙縫實驗為什麼恐怖及單粒子雙縫實驗評測！

什麼是雙縫實驗

在量子力學裡，雙縫實驗是一種演示光子或電子等等微觀物體的波動性與粒子性的實驗。雙縫實驗是一種「雙路徑實驗」。在這種更廣義的實驗裡，微觀物體可以同時通過兩條路徑或通過其中任意一條路徑，從初始點抵達最終點。

這兩條路徑的程差促使描述微觀物體物理行為的量子態發生相移，因此產生幹涉現象。另一種常見的雙路徑實驗是馬赫-曾德爾幹涉儀實驗。雙縫實驗還被列入了世界十大經典物理實驗之中，但是有人卻認為雙縫實驗十分的恐怖，雙縫實驗為什麼恐怖呢?接下來我們往下看~~

雙縫實驗為什麼恐怖

雙縫實驗是在單縫實驗上增加了一個同樣寬度和平方的通道。

一、【單縫隙】一次只發射一個電子情況下，在電子發射器和接收屏之間設置的單縫隙隔板會讓電子從固定位置通過，並在接收器上形成但圖形投影。

二、【雙縫隙】在電子發射器和接收屏之間設置雙縫隙板，還是在一次只發射一個電子的情況下，電子通過雙縫隙板，理論上，電子通過任何一個縫隙，並在接收器上形成一個投影，但是實驗結果並非如此。電子發射後，會在接收器上形成多組成像，這就非常奇怪的，電子怎麼會自己幹擾自己的波。

三、【觀察者】於是我們在雙縫隙板位置設置一個電子觀察器（即：觀察者），觀察電子在通過雙縫隙板的過程中是怎麼出現自我幹擾的。但是恐怖的就在這裡。一旦設置觀察者，電子的自我幹擾將會消失，但是觀察者本身只是一個監控器裝置，除了監控實驗過程，沒任何作用。而取消觀察者後，電子又將出現波形幹擾。

四、【困惑】在沒有觀察者的時候，電子是否被某種力量幹擾？為什麼加入觀察者後這種幹擾就消失了？為什麼電子能夠察覺觀察者的存在？這是不是代表有高科技文明能夠控制電子並且對人類的實驗進行幹擾？平行世界是否存在？

單粒子雙縫實驗評測

大家知道了光也會產生幹涉圖，而且這很正常，因為它表現了它（光）是波的特性（既然水波能產生幹涉圖，所以自然光波也會產生幹涉圖了）。但是對於單粒子雙縫實驗很多人都感到匪夷所思。

我們要知道的是，光子組成了我們所見的光，而光子是由不可分割的一小束電磁能量組成，所以每個光子都是一小段波，並且不可再分割成更小的部分了。

這意味著什麼呢？

每個光子必須決定要穿過的是哪一條縫隙，而光子本身無法分成兩半後再拼接起來，這麼說來只要有兩個以上的光子，理論上出現幹涉條紋就應該不是問題了。例如，將兩個光子分別射入擋板的兩條縫隙，理論上它們就會在縫隙後進行幹涉，最後形成幹涉條紋。

而每個光子都在前面屏幕上的特定位置都能被檢測到，它們的能量都傳遞在一個點上，所以都能表現出特定位置的粒子性。

但令我們匪夷所思的事情來了，在實驗每次只發射一個光子時，不斷發射多次後，前面的幹涉條紋依然會出現！這太詭異了。

這裡要知道的是：每個光子把全部能量傾注於一點，條紋與每個光子的能量如何傳遞沒關係，條紋是許多完全不相關的光子的最終位置分

為什麼會是這樣的呢？

實驗中，我們知道的是，不斷發射的光子都不會知道它們前後的光子落點會在哪裡。但是好像每個光子都知道它們落點最可能會在哪個區域，或者更像是它們都知道穿過兩條縫隙會產生幹涉條紋，所以它們才根據這個選擇屏幕上的落點。

但是而後的實驗證明，不止是光子具有這樣的現象，其它粒子同樣也是！

不斷發射單個電子，同樣也能在屏幕上產生幹涉條紋。甚至後來用到了整個分子，同樣能觀察到幹涉條紋。還有其它的大分子，結果顯示它們都能在特定條件下觀察到雙縫幹涉條紋產生。

到這裡，物理學家們不得不承認，不管是光子，電子，還是分子等，它們好似都是以某種波穿過了兩個縫隙，然後它們又和自己幹涉形成幹涉條紋。

只不過在單粒子雙縫實驗中，圖形的峰值顯示了粒子更有可能出現的區域，它們看起來像一個可能的不確定自己位置的波。但是又由於某種原因，它們在某些地方又選擇了一個確定的位置，所以就產生了幹涉條紋。