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概率波解释双缝干涉实验 波恩的概率波说如何解释单电子双缝干涉?

2020-07-23知识11

量子力学对双缝干涉实验的几种解释 于是就由此衍生出了如下几种较为主流的看法:1。哥本哈根派:观测前电子按照波函数展开(并非变成了一团云雾,这只是一种数学描述),它是干涉的。而一旦我们观测了,那么波函数就发生了塌缩,从而我们只能观测到电子通过了其中某一条缝,而非观测前的叠加态。但是,这种说法深入探讨下去就将观测者放在了一个超越自然的地位上,甚至会遇到“意识”的干扰。显然我们据此推论说:如果没有观察世界的我们,那么一切都是无意义的,都只是波函数的弥散罢了。而这是任何一个受过唯物主义哲学教育的人所无法接受的。2。多世界解释:哥本哈根的同志们被塌缩搞得头昏脑胀,于是科学家又提出了叠加态实际上是希尔伯特空间内一矢量的假设,从而得出如下解释:低维的希尔伯特空间非正交,那么坐标轴互相之间有投影,导致了事件的叠加态。而一点观测介入,就必然使其成为一整个复杂系统,从而达到一个很高维度的希空间,高维情况下正交的可能性如此之大,使我们得到的结果非叠加。通俗的讲:当量子力学中以一定几率出现多种可能的时候,宇宙就分叉了,一个结果的每一个可能性都是存在的,只是存在于不同的宇宙中,在一定的情况下发生交叠。拿上面电子干涉实验来说,就是电子在到达双缝之前。薛定谔的猫如何解释?双缝干涉实验为什么恐怖? “薛定谔的猫”思想实验本意,其实是讽刺哥本哈根学派对量子力学的“叠加态”解释。最后,却成为了量子力学的一个最有名的科普故事。双缝干涉实验的恐怖之处在于,一个微粒子竟然具有波动性与粒子性两种状态。另外,通过人为观察,它还能做出状态改变,甚至产生“逆时空”的错觉。因为这两个实验,之前我已经分别详细地解释过了,这再大概阐述下背后的思想。先说说确定薛定谔的猫吧。任何实验的出现,其实都是有时代背景和人文背景的,科学实验也不例外。“薛定谔的猫”这个思想实验,出现于爱因斯坦“决定论”与玻尔“概率论”交锋的最后战场上。这时,爱因斯坦已经去世了,但是作为爱因斯坦手下第一大将的薛定谔,化悲愤为力量憋出了这个大招,来表达他的不满。为什么不满?因为,对量子力学的概率解释,以爱因斯坦为首的薛定谔一方是非常难以接受的。你想想,我爱因斯坦创造了“光子”概念,你玻尔给我一堆模棱两可的概率解释,大家都还支撑你,我很郁闷。再想想,我薛定谔创造了“波函数”,你玻恩也给出一个我无法接受的概率解释,你还得了诺奖,我很愤懑。都是我们创造的东西,你们一伙只靠一个解释就牛逼了,还圈粉加V。苦力活都是我们做的,好处全被你们捞走了,能不。双缝干涉实验能够解释清楚吗? 尽量通俗的科普。先说波和粒。有个房间,你对着门口开了一枪,子弹从门飞进去打在一个点上,这是粒子,直线传播的。还是这个房间,你对着门口吼了一声,里面的人站在任何一个位置都能听到,这是波。这两种东西直觉上是觉得性质是截然相反的,但微观上偏偏就不是。记住这句话,看后面的内容。杨氏双缝干涉实验,一束光通过两个缝隙,分成两个完全相同的光源,然后波峰波谷叠加,出现明暗条纹典型的波特性。如果是粒子,想象一下,你用冲锋枪对着双缝扫射,后面放一堵墙。只有在枪口和双缝连线的延长线上,墙面才有弹孔,应该是聚集在两个地方的,这是典型的粒子性。电子双缝干涉,是这样的,发射一束电子出去过双缝,唉,干涉的明暗条纹出现了,是波。改成一个一个的电子发射,最后还是干涉条纹。那么问题来了,每次只有一个电子,它是如何同时过双缝,和自己干涉,然后出现明暗条纹的呢?为了搞清楚这个问题,科学家在双缝上分别设置了感应器,电子通过的时候就会有信号,就知道电子是从哪个缝过去了,然后神奇的事情发生了,干涉条纹消失了,电子聚集在两个区域,表现出了粒子的特性。后面还设计了更巧妙的实验,延迟擦除,懒得打字了,有人看再更。4.22更新给9个评论的观众。谁能解释双缝干涉实验理论的疑惑? 双缝干涉实验到底有多神奇?这个问题真是隔一阵就会热一下,那今天咱们就来梳理一下思路,然后再来说一个最容易被误解的点,就是关于摄像机导致波函数坍缩的问题。先来说结论吧:到目前为止你们听过的在双缝旁边摆一个摄像机的实验,都是思想实验。说白了,就是一个都没做出来!不过双缝实验确实很神奇,但不是神奇在摄像机,这具体情况咱们后面说。先来说人们为什么要做双缝干涉实验呢?最早就是为了探寻光的本质,就是一束光 我们给它无限的放大,它的最小单元是一个粒子还是波呢?历史上出现了两伙阵营,惠更斯认为光是波 牛顿认为光是粒子,双方谁也不服谁,直到后来英国的博物学家托马斯·杨,最先做出了双缝干涉实验。就是一个板开两条缝,然后用一束发散光照射,如果我们把光想象成粒子,那么透过夹缝的就应该是两束光,那我们就在后面放一个接收屏,一看,不是两个光斑而是什么呢?而是明暗相间的条纹。这是为啥呢?就是因为发生了干涉,两束光波如果是恰好是波峰与波峰相遇,波谷与波谷相遇,那么彼此就会被放大,变成更大的波。但如果是波峰和波谷相遇了,那么两束光就会被抵消,这就是波的叠加原理。只有这样才能解释明暗相间的图样,所以最早人们通过托马斯杨的。为什么当年双缝干涉延迟实验让科学家感到恐怖? 如果说宇宙不是完美的,它有BUG(漏洞),你信么?双缝干涉实验似乎一步步地发现了这个宇宙“漏洞双缝干涉实验是什么?当我们在水中丢下一块石头,那么水面就会产生波纹,如果同时丢下两块石头,两个水波之间就能够出现交叉的干涉条纹。这就是波能够互相干涉的特征。双缝干涉实验既在一个光源前放置一个开了两条缝隙的不透明挡板,挡板后面再放置一个能够观测到的背景。当我们打开光源,会看到背景上出现明暗相间的条纹,这就是简单的双缝干涉实验。这个实验证明了光是一种波!因为光在穿过两条缝隙后产生只有波特有的干涉,相反的波被抵消,相向的波被增强,导致背景上明暗相间的条纹。(日常生活中主动降噪耳机就是利用了这个原理,用相反的声波抵消了噪音)下面我们把实验升级一下,光源变得非常小,背景换成高灵敏高分辨的底片。打开光源后,一开始我们看到了无数随机分布的小点,随后这些小点越来越多最终形成明暗相间的条纹!实验升级后证明光是一种粒子并且还具备波的特征,也就是光的波粒二象性!双缝干涉延迟实验虽然双缝干涉实验已经让人赞不绝口,不过科学家们还是在这个实验上再次升级。将光源变成一次发射一粒的电子!电子要通过这块挡板只能随机通过两条缝隙。双缝干涉实验为什么挑战了因果律了? 我咋觉得没这么复杂呢?这种现象可以简单的解释为:不管观测不观测,以及何时观测,电子都是确定地只通过…波恩的概率波说如何解释单电子双缝干涉? 应该是吧。也有可能是粒子同时进入了两个双缝。但是引入观察者后,就表现为了波动性 知道双缝干涉为什么那样子吗?因为粒子的波粒二象性。就是说,粒子即有波的性质又有。

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