双缝衍射实验——科学家都无法证实的谜

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1807年,托马斯·杨总结出版了他的《自然哲学讲义》,里面综合整理了他在光学方面的工作,并在里面第一次描述了双缝实验:把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面,这样就形成了一个点光源(从一个点发出的光源)。现在在纸后面再放一张纸,不同的是第二张纸上开了两道平行的狭缝。从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上,就会形成一系列明、暗交替的条纹,这就是现在众人皆知的双缝干涉条纹。
关于双缝衍射实验我不再多说,我们直接进入主题, 如果你明白了双缝干涉实验,那我们再来说说延迟选择实验。

延迟选择实验,就是当年众多的理想实验中,帮助大家最终接受上面这一大段论断的实验之一。等效到双缝干涉上来说,延迟选择实验就相当于在两条缝上都分别装上粒子探测器。打开探测器开关,我们就能够知道某个粒子究竟是从哪个狭缝中过来的;关掉探测器开关,我们就不能知道粒子的来源。首先我们发现,打开探测器开关,我们得到的是两个单缝衍射条纹;而关闭探测器,我们得到的是双缝干涉条纹,这个结果就是薛定谔猫想要说明的东西。进一步我们发现,即便粒子已经通过了狭缝,如果我们这时拨动探测器开关,条纹仍然会发生相应变化,然而依照经典理论,不论粒子在双缝处发生了什么,当粒子通过双缝之后都不应该再被双缝所干扰了;这个结果就好像双缝的影响被「延迟」到粒子运动到屏幕的那一刻才体现出来,所以叫做延迟选择实验。

问题来了,为什么粒子明明已经通过了夹缝,我们再去改变探测器开关,条纹为什么还会发生变化,难道现在的变化改变了过去发生的事情,因果律崩塌了?

解释一:一切都是你现在创造出来的,包括时间、空间与万物 量子力学的核心实验是波粒二象性。

这个实验带给我们的结果是:当你去观察一个光子时,它瞬间就会崩溃为实在的物质粒子。在你观察之前,光子是以扩散着的波的方式弥散在整个宇宙空间中的。弥散的意思是:一个光子可以同时存在于空间中的许多个地点。同时,一个地点也可以同时被许多个光子占据着。光子到底是波还是粒子?实际上你无法描述光子到底是什么以及它以何种方式存在着。你只能这样描述它:光子即是波也是粒子。在你看到它时,它是粒子。在看到它之前,它以波的方式存在着。

为什么光子的波粒二象性证明了时间、空间与万物都是你现在创造出来的呢? 首先相对论证明,时间不是一个客观实在的东西,本质上只是对物质相对运动距离的测量。例如,一天是对地球自转一周的测量。一年是对地球环绕太阳旋转一周的测量。一秒钟是把对地球自转一周的距离划分为了86400份,每一份就是一秒钟。在一秒钟内地球转动了463.842593米的距离。国际协议将特定铯原子共振的正确频率定义为9,192,631,770Hz,即把铯原子共振了9,192,631,770次定义为一秒钟的时间。如果铯原子不再振动了,对于铯原子来说,时间也就停止了。 所以,如果世界上没有物质,就不存在任何物质间的相对运动。如电子围绕原子核的旋转、原子的振动、分子间的相对运动、地球的转动等。如果没有任何物质的相对运动,就不存在任何的时间。所以世界的存在是以物质为首先存在,然后才出现时间和空 间的。

然而波粒二象性证明:只有在你明确意识到一个光子时,光子才成为了物质存在。即,只有在你去观察了铯原子时,它才成为了存在,进而带来了振动,带来了时间和空间。所以是意识首先让物质粒子成为了实在,然后才出现了物质间的相对运动,最后才出现时间和空间的。 因为光子、电子等基本粒子组成了世界上的一切物质,在你没有意识到一个粒子之前,它是不存在的。所以由基本粒子组成的花朵、浮云、女儿、飞机、上海、月亮,直至银河系、整个宇宙,只有在你去观察了他们时,才瞬间被你“看”了出来。在看出他们存在的同时,你即刻创造出了时间和空间。

解释二:所有在不同时间发生的事件就如同是在同一时间发生着的那样发生着,一切皆是因果

当你用一台光子发射器向带有双缝的挡板同时发射七万个光子,就会在后面的检测屏上看到一幅光子的干涉条纹。 当你继续以这个频率发射七万个光子后,竟然在检测屏上看到了与同时发射七万个光子一模一样的干涉条纹。那么这种现象又有什么奇怪吗?换种说法你就明白了。 想象一下,假设把检测屏上的干涉条纹转换成“七万”的字样。两个字由七万个小点组成。在第一种情况下,七万个人共同在同一时间、同一张纸上,每个人点上一个点,合力点出了“七万”的字样。

说明:在光子世界中每一秒钟发生的事件如果换算成我们日常经历到的时间就是十年。这种换算的原理是:当你以光速飞行,你的时间就停止了。所以本质上时间等于空间的距离:一秒钟等于30万公里的距离。用通俗易懂的比喻来说,光一秒钟走30万公里,而你要想走完30万公里,需要步行十年。因此在光子的世界中,一秒钟等于我们日常生活中的十年时间。 在第二种情况下,在七十万年中,每隔十年都会出现一个人。每一个人都在自己单独拥有的一张纸上点上一个“点” (注意:是单独的一张纸,而不是共同的一张纸。为什么呢?因为在实际检测中,在光子打在检测屏上后,就瞬间消失了。干涉条纹是将所有光子曾经出现的位置进行记录后形成的)。七十万年后,当把所人总计七万张纸交叠在一起后,竟然组成了与七万人在同一时间、同一张纸上点出的一模一样的“七万”字样。 这样的事情只能让你做出这样的想象:七万个人中的每一个人,虽然他都看不到在他之前的所有人把“点”点在自己手里纸张的位置,但是他就好像是知道每一个人都将“点”点在了哪里,也都知道在他之后的所有人会把 “点”点在哪里那样,他在自己手里的纸张上点上了自己的“点”,然后最终组成了“七万”的字样。如果不是这样的话,即如果每一个人都不知道其他任何一个人会把自己的“点”点在哪里,最后形成的就只能是一团“乱点”而不会形成“七万”的字样。

这种匪夷所思的事件所带来的结果是:在空间相距无限遥远,时间相隔无限久远的情况下,世界上发生的一切事件,就好像是他们在同一时间、同一空间中发生着的那样发生着。 我们所存在的世界是由物质组成的,所有的事件都只是一种物质的运动。例如神经细胞、神经电流的运行及其所带来的感觉、思想,奔驰的汽车、旋转的月亮、碰撞的星系,等等。所有这一切事件的发生发展以及事件之间的相互关联性都是彻底击穿一切时间和一切空间的限制而相互联系在一起那样发生着。 这个实验完全击碎了人们日常认为的世界上的一切事件是依据时间、空间而存在的因果定律发生的认知。真实存在的因果是不受一切时间和一切空间的限制而发生着的。 相对论告诉我们时间与空间是纠缠在一起的。以上实验则告诉我们非常识的因果不在时间空间中发生,真实的因果是穿越一切时间和一切空间发生着的。 因此所有的物质在空间中所处的位置及其运动,在你意识到他们的当下就被固定了。也许那个时候你只是一岁、三岁或者十五岁。实际上,没有那个时候,只有现在。是现在决定了过去与未来!是现在的“看”决定了你的命运。为什么呢?因为在现在你的“看”之外,一切都是以波的方式存在着的。

解释三:过去没有发生,只有在你意识到它的时候,才瞬间创造出了它的历史

在你没有观察到一个光子时,它的过去状态是不确定的。在实际检测中是这样进行的:当人们用光子探测器在双缝处做出观察时,一个光子会以一个点粒子的方式穿过其中的一条缝。当人们撤除光子探测器,不去观察双缝处,就会在后面的检测屏上看到光子形成的干涉条纹,这证明了“一个光子”是以一道波的方式同时穿过两条缝隙的。这种情况就像是一个人同时穿过了两道门进入房间中一样。 真的是“看”决定了光子的状态(波或粒子)吗? 为了能够进一步验证这点,1979年,约翰·惠勒(美国自然科学院院士,曾任美国物理学会主席)在普林斯顿大学纪念爱因斯坦100周年诞辰会议上正式提出了延迟选择实验。延迟实验的意思是,在光子已经穿过双缝,且未到达检测荧屏之前,再选择决定是否在双缝处照上光子探测器。这时光子是以波还是以粒子的方式穿过双缝的事件已经发生了,按照一般人们常识的理解,这时再决定是否照上光子探测器,不应该再对光子的运动状态(波或粒子)产生影响。
薛定谔的猫
延迟实验的目的是为了回答:已经发生的事件,在一个人没有意识到它之前,是否是不确定的?一个人的意识是否可以改变已经发生事件的发生发展及其存在的状态? 详细说明一下实验设置:假如一个光子从光子发射器出发到挡板的双缝处用时1秒钟。光子穿过双缝到达后面的荧屏上又用时1秒钟。延迟实验的意思是,在发射出光子1.5秒钟后,再决定是否放上光子探测器。因为这时光子是以粒子,还是以波的方式穿过双缝的事件已经发生了,所以按照一般常识的理解,延迟所做出的决定(放上或不放上光子探测器)是不会影响已经发生事件的。然而最终得到的确定性实验数据竟然是:在1.5秒钟时,你所做出的决定(观察或不观察)依旧可以逆0.5秒钟的时间决定光子是以粒子的方式还是以波的方式穿过双缝。 延迟选择实验带给我们的结果是:现在我们看待事物的方式会逆时间改变我们还没有意识到的、但却已经发生过的事件。是你的“看”,不但创造出了现在,而且还在改变着过去已经发生的事件!举个例子。 例如上午9点钟,你在站台上等待一列从广州出发,经过上海,终点是北京的火车。在8:30时,虽然你在站台上没有看到开过来的火车,但是你在大脑中会认为火车在15小时之前,已经从广州出发了,再有30分钟就会到达上海站了。实际上你的这种认为是符合常识认识的,但却是错误的。真实情况是:在你没有明确意识到(看到、听到、触摸到)火车之前,火车实际上在广州到上海之间的火车线路上是无处不在的。同时,火车也有可能在太平洋中、珠穆朗玛峰上,甚至月球上。
在你没有明确意识到火车之前,如在9点整你看到火车之前,你的任何决定都瞬间改变着火车的运行状态。例如你打了一个电话给广州火车站,或者仰望了一下天空,甚至一颦一笑,你都在决定着火车是否会晚点、脱轨,或者根本就没有从广州出发等等事件。 再例如,在你没有得到确定结果之前担心家人的安危,担心某个事件的成败,担心化验单的检查结果,等等。所有你认为已经发生的事件,在你没有明确意识到它之前,都是不确定的。而你都可以通过现在的意识决定过去一切事件的发生发展及其结果。 因此,你现在的决定和认知方式(善或恶的)会逆时间改变着0.5秒钟之前,一分钟之前,一天之前,一年之前,直至所有过去时间中,你认为已经发生的,但还没有被你明确意识到的事件的发生发展。同时,你也决定着一天后、一年后,直至所有你认为的未来时间中,还没有意识到事件的发生发展。 在你没有明确意识到一个事件之前,你都可以通过现在“看”的方式对其造成决定性的影响。
佛经早就说过这个世界是怎么回事,一切都是虚空,色既是空。我也很讨厌用所谓的神学去跟科学联系一起,但是,量子力学以及双缝实验的结果的确会令人的世界观崩塌,难度世界真如佛经所说色即是空,空即是色吗?不过量子力学,本来就不能以常理度之,不是吗?也许,你眼中的世界是美好的,那这个世界就是美好的。

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