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相信许多人都知道“科学的尽头是神学”这句话 。 乍看起来它似乎没什么问题 , 甚至可能还让人觉得挺有道理 , 因为一些著名科学家晚年都将目光转向了神学 , 比如牛顿 。
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事实上 , 由于年纪轻轻就发现了三大定律 , 牛顿对上帝几乎没有信仰 , 甚至常常跟哈雷彗星的发现者爱德蒙·哈雷辩论:上帝究竟是否存在 。
一天 , 哈雷邀请牛顿来其家中做客 。 牛顿进屋后发现哈雷工作的桌子上 , 摆放着一个造型精美的太阳系模型 , 这立即让对天体运动非常感兴趣的牛顿爱不释手 。
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牛顿把玩了一会之后问哈雷:“谁制造了这个精美的模型?”哈雷想了一会答:“它不是任何人制造的 。 ”
牛顿对这个回答感到非常奇怪:“不是人制造的 , 那么它是怎么来的呢?”“它是自然存在的”哈佛不慌不忙地回答道 。
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“怎么可能”牛顿立即对他进行了反驳 , “如此精美的模型必然出自能工巧匠之手 , 不可能是自然形成的 。 ”
听到牛顿的言论 , 哈雷奇怪地说道:“这个模型根本没有真实的太阳系精美 , 既然你认为它不可能是自然形成的 , 为什么相信真正的太阳系是自然存在的 , 而不是更高级的智慧创造的呢?”
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正因为此番对话 , 牛顿晚年开始对自己之前和正在研究的东西产生了怀疑 , 于是提出了“切线力”这个概念 , 认为上帝是宇宙运动的第一推动力 。
不只是牛顿 , 爱因斯坦其实也是上帝的信仰者 , 不过他信仰的上帝和牛顿信仰的上帝有着本质上的区别 。
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爱因斯坦信仰的上帝是“斯诺宾莎的上帝” , 即“自然”本身 , 也可以说是宇宙中一切的规则和规律 , 并不是人格化的上帝 。
事实上 , 和大多数人想的不一样 , 科学并不关心整个世界是谁创造的 , 它只关心整个世界运行的规律是什么 , 从本质上看它只是人类认识和探索世界的工具 。
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既然是工具那就不能将它神化 , 而科学也从始至终处于推翻~重塑的过程中 , 如果认为科学一定是正确的、是真理 , 科学之外的全是糟粕和迷信 , 那么就陷入了“科学宗教”的误区中 。
需要注意的是 , 科学同样也不是万能的 , 目前科学界有许多问题一直折磨着科学家们 , 例如被评为世界十大经典物理实验之一的双缝干涉实验 。
这个实验让人类得到了一个堪称诡异的实验结果 , 甚至对宇宙产生了怀疑 。 它完美展示了量子力学中两个“玄学”概念——测量和叠加态 。 而这个实验的起因 , 主要是科学家想弄明白一个问题——光究竟是粒子还是波 。
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在正式叙述之前 , 我们需要知道一个问题 。 如果粒子是弹珠、波是水波 , 那么在一块板上开两条互相平行的缝并将弹珠从缝中打出 , 我们在探射屏上看到的图像应该是上面这样的 。分页标题#e#
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而如果是水波通过板上的两条缝隙 , 那么我们能够在探射屏上看到上面这样的图像 。 之所以会呈现出这样的景象 , 是因为通过一条缝隙的波纹恰好在另一个缝隙波纹的波峰上 , 科学家将其称为“干涉现象” 。
其实光是波还是粒子一直是物理学争论的核心 。 整个18世纪 , 在牛顿的压制下“波动说”一直暗无天日 , 而转机出现在了19世纪初 。
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1801年 , 英国物理学家托马斯·杨(Thomas Young)进行了双缝实验 。 他在一块板上开了两条平行的缝 , 然后用一束发散的光照射 。
按照正常思路 , 如果光是以粒子形式存在 , 那么从缝隙中穿过的应该是两束光 , 探射屏上显示的也应该是两束光 , 但实际探射屏上却出现了一系列明亮条纹和暗淡条纹相间的图样 。
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要知道干涉衍射的图样是波独有的性质 , 所以托马斯·杨的实验结果让“波动说”得到了空前鼓舞 。
实验到这个地方其实还并没有什么异常 , 它仅仅是一个普通的物理实验 , 可接下来发生的事情却颠覆了所有人的认知 。
【爱德蒙·哈雷|科学的尽头是神学?一个简单物理实验,却得到颠覆认知的诡异结果】
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科学家这回不用发散的光照射双缝 , 而是让光子一个一个地通过缝隙 , 就像前文弹珠通过缝隙一样 , 此时探射屏上应该出现两个光斑
但现实情况却让人大吃一惊 , 因为即便光子是一个一个通过缝隙的 , 探射屏上依旧出现了明暗相间的干涉条纹 。
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这种情况可太诡异了 , 明明两个缝隙中只有一个缝隙有光子通过 , 这单个光子是和谁干涉呢?难道它还能跟自己干涉吗?答案正是如此 , 这个光子确实是和自己干涉的 。 不仅仅是光子 , 后续的实验证明电子或其他粒子 , 同样具有自我干涉的能力 。
此时最诡异的事情来了 , 由于想弄清楚单个光子是如何自我干涉的 , 科学家们在缝隙旁放置了观察设备 , 但微观世界的奇妙远远不是人类能够轻易揣度的 。
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当他们打开观察设备进行实验时 , 干涉图样离奇地消失了 , 变成了两道简单的光束 , 就像弹珠直接打到了探射屏上 , 中间没出现任何花里胡哨的变化 , 粒子们仿佛知道人类在观察它们 , 于是选择了不一样的表现 。
为什么没观测的时候单个光子会自我干涉 , 而一旦有人观测之后它们就“正常”了呢?这正是该实验最诡异的地方 。
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就好像一个东西在没人观察它的时候呈现苹果的样子 , 而一旦有人看到它了 , 立即就变成了香蕉的样子 , 这当然会让人觉得诡异 。 可为什么会出现这种情况呢?其实这主要和量子力学中的叠加态有关 。
在没人观测之前 , 粒子处于既从一条缝中通过又从另一条缝中通过的叠加态 , 所以才能够自我干涉 。
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而一旦在缝隙旁进行观测之后 , 这两个路径的叠加态就坍缩成了只包含一个路径的单态 , 也就是我们看到的“正常”状态 。
为什么粒子知道有人在观察它呢?这是不是说明意识真的能够影响物质呢?科学家们至今仍在追寻着这些问题的答案 。
而这个实验所透露出来最让人细思极恐、同时也最颠覆认知的地方莫过于——我们看到的世界可能不是世界真实的样子 , 而是当前所使用的观测方法让我们看到的世界 。
来源:(怪奇菌)
【】网址:/a/2020/1121/kd624955.html
标题:爱德蒙·哈雷|科学的尽头是神学?一个简单物理实验,却得到颠覆认知的诡异结果