第七十八回(续)颠因倒果云从不定 剑本天(第 3/4 页)
第一次双缝干涉实验,把光枪对准双缝发射光束,屏幕上出现多道杠痕,光展现出了波性。
然而,在石念远前世地球上,物理学家向来都是偏执的疯子,一次实验结果根本不足以总结规律本质,根本不足以将粒派物理学家说服。
于是乎,物理学家以更加严谨的态度展开第二次双缝干涉实验,并且,将光枪切换到点射模式,每次仅发射出一枚光子,理论上讲,一枚光子一次仅会通过两道狭缝中的其中一道,无法发生干涉现象,在屏幕上显示出来的,理所当然会是两道杠痕。
然而,实验结果令波、粒两派尽皆惊骇——经过一段时间的积累,屏幕上依然出现了以多道杠痕的组成的干涉条纹。
明明两道狭缝每次仅有其中一道会被那枚光子通过,那么,那枚单独通过的光子,是与什么物质发生了干涉呢?
难不成,独立光子是与自身发生了干涉?
由于当时哥本哈根诠释尚未提出,所以,对于第二次双缝干涉实验的结果,物理学家仍然感到尤为蹊跷,为了继续探究其中本质规律,决定开始尝试第三次双缝干涉实验。
这一次实验,物理学家在屏幕前增了两个探测器,分别探测双缝中的其中一道狭缝,在实验过程中,哪个探测器探测到光子,就说明光子穿过了双缝中的哪道狭缝。
通过探测器的观测可以发现,每枚光子每次确实都只从或左或右,其中一道狭缝单一通过。
正当物理学家翘首以待,以为这一次比缝干涉实验结束以后,一切就会真相大白的时候,却突然头皮发麻!
原本即使用光枪射出单枚光子,屏幕上也会出现多道杠痕组成的干涉条纹,以为必然存在什么物质与光子发生了干涉,然而,这一次,屏幕上竟然出现了明显的两道杠痕。
物理学家惊悚莫名……
为什么会这样?
为什么在增设探测器以后,屏幕上的多道杠痕干涉条纹就变成两道杠痕了?
至此,量子力学的叠加态原理与观察者效应被先后提出:当不进行观察时,光子具有波动性,因此能够弥散开来,发生干涉现象留下由多道杠痕组成的干涉条纹;一旦展开观察,就有另外的光子撞击了实验光子,实验光子借此拥有了确定的位置,呈现出粒子性,直线传播而无法通过两道狭缝发生干涉。换种说法,在不观察实验光子时,由于实验光子没有确定的位置,实验光子便处在各种可能位置的叠加状态,而一旦观察,就会引起叠加态的坍缩,令观察者看到一个确定无疑的结果。
可是,这样的实验结果仍然不能回答最初的问题——光到底是波,还是粒子?
就在诸多物理学家吵得不可开交时,爱因斯坦提出了一个大胆的假说——光量子假说,并在后来演化成波粒二象性,即光子在传播的时候显示为波性,但是在测量时却显示出粒子性。
事情至此,似乎已经可以盖棺定论。
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