最燒腦的一種實驗,幾十年來最偉大科學家都無法解釋這種現象!
之前的文章中有提到過,當我們把電子一個一個朝著兩條縫隙的擋板射出去的時候,會在屏幕上產生水波干涉的圖形,這代表這一個電子必須要同時經過這兩條縫隙,這種現象讓很多科學家無法接受。
所以科學家在縫隙旁邊放置了電子偵測器,想要了解電子是不是真的能夠同時穿過兩條縫隙,但觀測的結果是,電子並沒有同時穿過兩條縫隙,而在屏幕的上兩條幹涉圖案也消失了,變成了兩條線。
雖然在沒有被觀測的時候電子擁有波的特性,而且還能同時穿過兩條縫隙,但是一旦我們嘗試觀測電子實際上穿過哪條縫隙的時候,它又會變成粒子的狀態。電子好像知道科學家們的觀察行為,這是讓科學家們最困惑的地方。
雖然經過了幾十年的研究,物理學家們對這種現象的解釋仍然沒有一個定論,最古老的解釋,也是目前很多人所接受的就是「哥本哈根詮釋」認為,所有的事物都可以用波函數來描述,波函數到底是什麼呢?
雖然電子並不能固定存在一個地方,但是我們可以知道它在某個地方出現的幾率,而使用了這個幾率的函數,因為有許多類似水波和電子波的特性,所以我們叫它波函數,電子的行動和位置時可以用波函數來描述,知道我們去測量或觀察它,電子就會捨棄波函數預測的其他位置,選擇某一個定點出現,這就是波函數塌縮。
當然,也有不少科學家沒有辦法接受這種觀點,所以最近幾十年就引申出了許多不同的解釋方式,其中一個觀點認為,波函數的其他預測不但沒有消失,而且還全部發生了,只不過它們都發生在彼此不想乾的世界而已。
舉個簡單的粒子,在一個幕布後面的你有70%的幾率出現在右邊,有30%的幾率出現在左邊,當我們拉開幕布的時候,你一定會出現在其中一邊,而在所有世界中,有70%世界中的你是出現的右邊,而30%世界中的你出現在另一邊。這點與著名的「薛定諤的貓」是一樣的道理。
在多重宇宙(世界)中,整個世界都可以用一個波函數來形容,但因為我們觀測者本身也是這個世界的一部分,所以當你出現在右邊的時候,我們就成了觀測到你出現在右邊的人類,加上各個世界的人類是沒有交流的,所以我們無從得知其他世界的你其實也出現在左邊,才會認為波函數消失了,除非我們有能力脫離宇宙這個巨大的波函數,從外面觀察這個宇宙,才能確定這一切是不是真的!
聽起來有些傷腦?沒關係,目前的這些解釋都還沒有得到證實,事實上還存在這其他很多種解釋,有些聽起來更加讓人瘋狂,相信終有一天物理學家們會解答量子世界的奧秘,但同時會出現更多讓人類困惑的更大的謎團,人類探索宇宙的腳步不會停止!
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