量子力学|令人困惑的“双缝干涉实验”,到底发现了什么?


量子力学|令人困惑的“双缝干涉实验”,到底发现了什么?
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很多人听过双缝干涉实验后会认为“玄之又玄” , 于是有了“遇事不决量子力学” 。 实际上 , 量子力学是人类了解宇宙底层逻辑的敲门砖 , 而双缝干涉实验则是量子力学核心的显现 , 下面聊聊双缝干涉实验到底多“诡异” , 揭示了宇宙什么秘密?
薛定谔的猫、上帝掷骰子、平行宇宙哪来的?
由于量子太过抽象 , 因此我们把量子现象过渡薛定谔的猫 , 再回到双缝干涉实验就容易理解了 。 这是薛定谔给我们理解量子力学的好例子 。
     话说啊 , 有个封闭的盒子里面装一只猫 , 然后一个量子装置连着毒药瓶 , 猫的生死取决于量子性质 , 换句话说 , 猫的生死间接表现了量子的性质 。 实验的问题是猫最后是死的 , 还是活的?
各路大佬都说出了自己的看法 , 主流看法有三个:
     哥本哈根学派 , 波尔:这是只量子猫 , 它在盒子里的概率是100%的可能性是活的 , 同时100%可能性是死的 , 两种状态同时存在 , 叠加在一起 , 当你打开盒子一瞬间 , 猫的生死才会表现出来 , 生死的结果是随机的 。
爱因斯坦、薛定谔:猫50%是死的 , 50%是活的 , 我们打开盒子之前它就已经死了 , 或者还活着 , 我们打开盒子看到的是结果 , 而不是诱发结果 。
     爱因斯坦:波尔 , 按你的意思是打开盒子时 , 上帝发现有人要来看结果了 , 赶紧摇号决定了猫的生死?
波尔:你别管上帝能干什么!
     休·埃弗雷特:安静安静 , 我还没说呢!首先波尔的叠加态我是认同的 , 但是100%+100%=200% , 打开盒子前与打开盒子后应该守恒才对 , 因此我认为如果打开盒子时猫死了 , 那么活着的猫应该存在于另外一个世界中——平行宇宙 。
爱因斯坦、薛定谔、波尔:你厉害 ,我们竟然不知道如何证明你说的是错的!
故事先到这里 , 看得懂看不懂没关系 , 先说结果:波尔是对的!而平行宇宙证明不了 , 最多算假说 。 在这个故事中有几点很重要:
1.猫即死又活的状态——叠加态
2.打开盒子意味着观测 , 观测会让叠加态随机坍缩为单一状态 。 (上帝摇号!)
3.前两点 , 打开前与打开后 , 还隐含了波粒二象性 。 (下面再说)