量子力学有多不可思议?解读诡异的电子双缝干涉实验和薛定谔的猫

路昭观看科技 2024-11-10 01:45:56

“薛定谔的猫”这一思想实验,原本意在嘲讽哥本哈根学派对量子力学所谓的“叠加态”解释,不料最终却演变成量子力学领域中最为著名的科普案例。至于双缝干涉实验令人不安之所在,正是在于它揭示了一个微观粒子既能展现波动性,又能呈现粒子性的神奇二象性。若再加上人类的观察行为,这个粒子仿佛还能变换其状态,甚至制造出一种“逆时空”的幻象。

现在让我们深入探讨“薛定谔的猫”这一实验。

任何科学实验的孕育,皆有其时代的和文化的背景,科学实验无一例外。

“薛定谔的猫”这个思想实验诞生之时,正是爱因斯坦的“决定论”与玻尔的“概率论”激烈辩论的末期。彼时,爱因斯坦已长辞人世,薛定谔这位爱因斯坦的门生,将悲痛化为斗志,提出这一想法以表达他对现状的不满。

那么,他为何不满呢?

其原因在于,薛定谔一方强烈反对量子力学的概率解释。

试想一下,爱因斯坦创造了“光子”这一概念,玻尔却仅以概率解释回应,人们还大加赞赏;薛定谔创造出“波函数”,玻恩却给出一个让他难以接受的概率解释,而玻恩还因此获得了诺贝尔奖。看着他们依靠解释就声名鹊起,获得无数粉丝和认可,心里自然感到愤懑。

而这亦揭示了一个物理学中的真理:物理概念的分量重于数学公式,理解其内涵胜过机械应用。

不过,言归正传,让我们深入探讨爱因斯坦与薛定谔反对的真正核心。

核心之所在,在于万物皆由微观粒子组成。若微观粒子遵循概率运动,岂不是意味着宏观世界也应如此?换句话说,我们观看月亮时,月亮存在;不看时,月亮是否就不复存在?这是对玻尔等人关于“波函数坍缩”解释的质疑。

玻尔反驳道,我们讨论的是微观粒子,你却用月亮作比,这并不恰当。

于是,薛定谔便设想了一个实验,将微观世界的特性引入到宏观领域。简单来说,就是通过放射性元素的衰变这一微观现象来决定一只猫的生死:衰变则触发毒气机关,猫死;不衰变则无事发生,猫生。

量子力学的概率解释认为,未经观测的放射性元素同时处于衰变与未衰变的叠加态。

叠加态与我们常识中的已衰变或未衰变是两码事,其核心在于同时性。如此推论,那这只猫也应处于生死叠加的状态。

然而,实验本质上荒谬且无科学依据。因为在实际中,所谓的测量并非我们所理解的“看见”,只要宏观物体对微观粒子作出判定,便算作测量。实验中的毒气机关,本质上就能判定元素是否衰变,所以“生死叠加的猫”的情况并不会发生。

但对普通人来说,鲜少有人会深究这些细节。大家记住的是“薛定谔的猫”带来的反直觉的认知,这个生死共存的故事,极大地推动了量子力学的普及,其科普价值远超科学价值。量子力学因此得到世界的关注,对玻尔一派而言,这无疑是双赢的。

此外,除了“哥本哈根学派”,并无其他解释能更好地阐述量子运动状态。

我们再探讨一下双缝干涉实验。

最早的杨氏双缝实验,仅证实了光的波动性。

但后续的科学家在原有实验上做了许多改良,实验变得越来越复杂,得出的结果也越来越令人费解,甚至让人感到恐怖。

其中的单电子双缝干涉实验,首次揭示了粒子的波粒二象性,并打破了人们之前的错误观念,即一群粒子呈现波动性,单个粒子呈现粒子性。

延迟选择实验和擦除实验,则表明了单个粒子的状态会随着测量而变化,表现出粒子性或波动性。也就是说,我们一次只能测量粒子的一个特性。

此外,测量粒子过程中,除非形成最终判定,否则粒子的所有可能路径都不算存在,只能以概率波的形式描述。这里的概率波并非我们通常理解的波动性,而是纯粹的数学概念,意指在测量前,粒子可以被认为不存在。

至于具体的理论描述,请参考“哥本哈根学派”的官方解释。

大多数人觉得双缝干涉实验令人不安,是因为误以为观测和人的意识有关,认为人的意识决定了粒子的运动状态,而事实并非如此。

当然,以上所有结论,许多人会觉得难以接受,因为这与我们日常的经典认知大相径庭。

目前科学所能提供的,除了高维理论外,没有其他理论能解释这些现象。因此,关于量子力学的“哥本哈根解释”,仅是基于实验结果的语言总结。对于量子的运动状态,我们现在还只能停留在应用层面,尚未形成公认的科学原理。

这正是量子力学领军人物玻尔所言,若有人对量子不感到困惑,那他就未曾真正理解量子力学。

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评论列表
  • 2024-11-16 13:35

    ❌数学冒充物理是骗术:::数学是语言推理表达功能的一个特例,是应用广泛的思维推理/演绎工具,不是科学基础学科,是典型的应用基础学科。(广义)物理观测发现新现象,归纳新公理,才是真的基础。……物理学观测自然,物理辩证法归纳公理概念符号文字(唯物主义形而上学),发现了物理公理1+1=2等等,创造了数学。当然,物理/自然哲学是数学的源头,也是形而上学的源头。🍎牛顿定义自然哲学公理作为数学原理//思维演绎因。认知自然依靠观测归纳,从来如此只能如此。数学推理不能观测发现未知,只能应用已有公理。为名利鼓吹数学,数学号称物理(鼓吹2维蚂蚁10维爸爸),虚幻无边,这就是欺师灭祖&蔑视自然!!用一支笔一张纸摇脑袋来认知自然?当然是蔑视不信任自然。跟悖论潘多拉/悖论斯坦是一样的。祸害物理、哲学也祸害了数学,祸害科学祸害子孙祸害国家,都是名利之徒!!!悖论斯坦………一个用数学号称物理,蔑视自然祸害人类的名利骗子,他居然成了科学的时髦???

  • 2024-11-16 13:34

    解释光电效应是个笑话。物理机制根本没有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解,害大于利(笨蛋好于坏蛋)。发现光电效应是宝贵的金山,本是一条通往微观世界的大道。胡编解释光电效应不是真理,是毒药祸害,掩埋了科学真相阻碍了求知探索!!!………证明光速不变(全称命题)是胡编!光反射驱动光帆恰恰证伪了光速不变。多普勒效应和红移就是相对光速变化。光子进入引力场比如黑洞光速不变??光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗???㊙️迈克尔逊-莫雷实验结果的理解::有质量的光子惯性运动,一点也不奇怪。光子对实验装置相对速度基本不变,两路速度差极小,地球重力对光子速度影响太小也测不到,近似为惯性系。

  • 2024-11-16 13:35

    ❌质能方程是一个鬼把戏!!!能量的具体内涵是动能和势能,是物理公理规定的物理概念。物质质量是其不变的本质,能量是物质相互作用和运动变化的度量,是变化现象。数学都是基于公理的演绎,超越公理的理解当然是虚幻。动能和势能,都是相对的,由相对速度相互作用力决定(质量不变),是质量体之间相互作用的度量,是物质变化现象,不是物质的本质,咋能与单体质量等效???场无质量居然有能量?………能量,力,场,波,都是物质相互作用相对运动的复杂现象,不是物质,也不是物质本质。号称物质是波/波是物质,都是搞骗。电和质量是一切物质的固有本质,物质不灭,电荷守恒。质能等效是脱离基本公理的数学虚幻,欺师灭祖蔑视自然,祸害基本概念和认知方法。———有人知道悖论斯坦的狗屁能量内涵是啥吗???………有趣的是木星象太阳一样自发光,它们的大气也相似。木星是裂变发光还是聚变发光??木星大气中的氦和氢有没有可能是裂变反应释放的???

  • 2024-11-16 13:34

    ❌解释自然因果是骗术,静电斥力发射是能源之源!!! ………因果是主观思维,没有自然因果(律),前因后果(以知识为因推理论证目的果),是(数学)演绎推理,必须从公理/真理出发,才有意义。🍎牛顿以观察归纳认知自然,定义自然哲学公理作为数学原理/演绎思维因。🍎苏格拉底说,真理是唯一的,因果关系无穷多。只有思维因,没有现象因,现象复杂普遍联系因素无穷多。没有从归纳真理/公理(不变现象)出发,瞎编因果都是骗术。空间弯曲就是一个著名的因果解释自然骗术。………所谓释放核能的原因,光电效应因果,干涉现象因果,双缝干涉延迟实验因果,轨道跃迁因果,宏观微观不同因果,高速低速差异因果,不确定性原理因果解释,祸害了强大微观电磁的深入研究。具有宏观不确定性的电磁力,是万有引力的10^36倍以上,物质本质(带电质量体)的静电斥力发射是可利用能源(光子动能/核能化石能太阳能等)的源头(电斥力发射光子/热量)!!!………现象解释都只是辩证法过程,观测归纳//辩证法//需要同时满足牛顿的三个归纳条件,必要性充分性真实性,这是得到真理(思维演绎因)的唯一方法。………归纳现象发现真理是科学,因果解释现象是有害骗术!

  • 2024-11-16 13:35

    ❌万能骗术无底洞:::—— 无中生有创造假说解释稀奇,你能证有吗?永远不可能。你能证无吗?永远不可能(时空无限,号称科技没达到)。解释稀奇号称证明,虽然是(悖论)骗,但你只好被迫证伪/无,进入万能骗术无底洞!!!………鬼把戏总是无法识破的,科学鬼把戏可以持续玩到人类灭绝!!!⭕️真善皆美!!!由真理得食物,善良是分配食物,没有真,善是不可能的。更爱真理是人类的最高智慧和希望。……… 终身搞悖论的爱因斯坦,雅称悖论斯坦,搞的是两头骗,万能骗,诱惑哲学复合骗,终身骗,祸害真理,当然只能是人类公敌!!一些人鼓吹骗子肯定有一种快乐,一种缺德愚蠢的快乐,骗子的温水煮了100多年了,人类社会难道不需要猛醒吗???

  • 2024-11-16 13:34

    ❌波与场❌都是数学当物理,捉影弄鬼的把戏:::波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/声波/沙丘波到处都有,都是质量运动罢了。🍎居然有波粒二象性?以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是笑话是什么?更荒唐在于二象性祸害了认知自然的核心根基//同与不同的确定性。 🍎场是数学虚幻::由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),物质的场到处飞吗?飞的方向如何确定?………地球场给你引力,你给地球场引力?这也是笑话!!!场的速度是光速,地球速度显然不同,地球场跑了吗???~~~场与波都是捕风捉影的把戏,意义极小,破坏巨大。………伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,感应接受也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应,用了电磁波来解释而已。电磁波理论(1865尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的有用的数学方法,牛顿的质量与力才是宏观微观物质世界的唯一根本。带电是物质本质属性,不需要也不可能由变化磁场产生,磁力对电磁粒子做功影响了正负电荷分布而已。❌两朵乌云包括光电效应当然都是电磁理论的谬误,骗子借机祸害经典力学体系何其疯狂?

  • 2024-11-16 13:35

    ❌❌悖论斯坦//悖论潘多拉,背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统,号称证明全称命题公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理,数学冒充物理,祸害绝对时空,祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法,以二象性祸害自然科学认知的核心根基——同与不同的确定性,瞎编自然因果(律),以创造假说冒充祸害公设形而上学。后谎言掩盖解释前谎言搞了一辈子,祸害数学,祸害物理,祸害哲学,祸害绝对真理,终身搞骗,祸害极大极深极广,100多年了,还在鼓吹骗子,居然成了一门生意?………一个恶贯灵魂的彻底的人类公敌!!!狗屎都有用,欺骗有啥用?观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。迷信跪拜蔑视自然欺师灭祖的悖论斯坦,瞎搞科幻假说,人类将无法逃脱第六次地球生物大灭绝。———假说科幻骗子招摇过市,人人都沉默?科学还有希望吗???