上帝的骰子:电子双缝干涉实验有多诡异?量子的波函数如何理解?(下)

作者: admin 分类: 科学 发布时间: 2021-09-26 15:50

        不过很快啊,薛定谔这种看法就被另外一派人所否定了。这一派人呢,我们称之为哥本哈根学派。为什么叫哥本哈根学派呢?因为他们的灵魂人物就是哥本哈根大学的波尔。那一波尔为代表主要的人物有三个,就是波尔波文海。僧宝,咱们呢首先来说一下这个波尔。

        啊,波尔他提出的一个原理叫互补原理。互补原理说的是什么呢?他说呀这个波动性和粒子性是互补的,也就是说你不能说电子是个例子,也不能说电子是个播,他是既是粒子又是波。那你说你这话不是没说吗?啊,你到底什么意思?波尔的意思是说呀,当你进行探测的时候,你如果用粒子的性质去探测它,比如说你让这个电子撞到一个屏幕上,哎,他就可以表现出粒子性。如果你用波的方式去探测它,比如说你让他发生干涉。这个时候他就表现出波的特性给你。也就是说例子到底是什么,取决于你是如何探测的。而这个事很神奇啊,我们打个比方,就好像说有一张白纸,对吧?你用红光照射他,他就是红色。

        你用绿光照射它就是绿色。所以这张纸实际上本身是不不存在什么颜色之说的。红牌球队取决于探测方法。哎,这就是玻尔的互补原理所阐述的。那么还有就是关于这个波函数到底什么意思?啊,另外一个哥本哈根学派的代表人物叫波恩啊,他是一个德国人。他说呢呃这个你这个波函数是没有问题的啊,这个演化方程也没有问题,但是这个波函数。

        不是表示的电荷密度,波函数表示的是什么呢?表示的是概率啊,表示的是这个例子的概率,我们称之为概率诠释。绿诠释概率权是说呀。例子存在于某一处的概率,他正比于波函数模的平方。大概意思是说,比如说吧啊现在我们知道了这个例子的波函数与长这个样。那我就想问我说例子是不是在这个位置,那你就看说此时啊他的这个波函数的模所谓模就是到中心这个轴线的长度啊,他就跟这个距离平方成正比。这个地方他摩比较大,那就说明什么,说明例子存在于这个地方的概率大。这个地方的摩尔为零就说明例子绝对不可能存在这个位置。如果你要是问我说那例子在中间这个部分的概率有多大,那我就只需要把这一部分的体积算出来,这个部分的体积越大,就说明例子在这里的概率越大。

        那例子到底在哪儿?啊,不,波恩认为这不是个问题啊,例子不用管他在哪,他只是以一定的概率存在于这个位置,以一定的概率存在于另外一个位置。你只有去探测它,你才知道弟子究竟在哪儿。但你在探测之前。没有办法说例子究竟在什么位置啊,这就是波纹的观点。那么除了他们两个以外,还有波恩的一个学生啊,就是海森堡啊,海森堡海森堡呢也是哥本哈根学派的代表人物。

        啊,海森堡呢他提出的不确定性原理。那么关于不确定性原理这个事儿,我们到后面会给大家仔细讲解。好,那么我们现在已经知道了哥本哈根学派的主要观点是什么呢?但是呢。像这个波动说的这些人呢,其实是不认同的。比如德布罗意不认同,薛定谔不认同,还有一个灵魂人物,爱因斯坦也不认同。那么爱因斯坦他们为什么不认同呢?呃,比如说啊我们举个例子就是著名的。

        电子双缝干涉实验。双缝干涉是播的一个典型特点。但是呢我们现在用电子来做双方概念实验,这个时候就出现一件很有意思的事儿了。啊,比如说我们这里有电子电子发射过来,然后这里呢。一个双凤对吧?双凤。于是呢就有一个屏幕啊,那么电子飞过来之后呢,就会经过这两个双份儿,然后打到屏幕上啊打到屏幕上,打到屏幕上之后,因为电子有波动性啊,所以屏幕上会显示出干涉条纹,对不对?于是呢波动说的人就说了,说你不是说这个电子它是个例子吗?对吧?那你为什么会有干涉条纹呢?啊,波纹说没问题啊,你看我说的是概率啊,对不对?说电子打到量的地方为什么会那样?那就是因为这个更早的事儿,他概率比较。

        啊啊,有的地方是按的,为什么呢?因为电脑在这概率个小,这就叫什么概率诠释。哎,然后波动说的人就说好,那你跟我说这事儿是吧,我现在让电子减弱,我每次只发射。一个电子每次只发射一个电子,这一个电子发射过来之后,你说能不能形成干涉条纹吧。如果一个电子眼的亲身干涉,条纹不就说明一个电子通过了两个奉吗,对不对?所以最后形成的干涉条纹呢,我们做个实验吧啊结果什么就做实验,发现什么呢?发现一个电视打过来的时候啊,他确实打到屏幕上生成了一个点儿不一定在什么位置啊。第二次又形成一个点儿。第三又成立一个点儿。但是只要时间足够长,你一个一个打,你会发现确实也会形成类似于大量电子过来的那种干涉条纹也有明文有暗纹是吧?哎,这个波纹说没问题还是没问题,为什么呢?因为你一个垫子过来,他不同的地方概率语言。

        不一样,那我还是可以用概率诠释进行解释。不过我要承认的是,电子式个例子,他飞过来的时候呢,只能走其中一个缝儿,要不然走上面这个分,要不然走下面这个缝。但是他根据概率不同。打到这个屏幕上,也会形成调暗的条纹。于是啊波动说的人不认可,他认为啊电子之所以出现干涉,还是因为电子同时通过两份是吧,于是他们就可以做一个实验,怎么做呢?我在这里观察。我在这儿啊,加一个探测器,我就去看看吧,我就去看。这是af,这个是B分,我就看一看说电子究竟是过哪个份儿,到底是一个电子,同时过了两个份儿,还是一个电子,只选择一个放。哎,就是做这个实验。如果一个电子同时通过俩份,那不就说明电子是波嘛,对吧?啊,如果说一个电子纸每次只通过一个缝,那不说明电子是粒子吗?对不对啊,于是这个波纹就对了。那到底实验结果怎么样呢?就发现了说呀,如果我们不观察,我们不观察的时候,我们会发现,哎,的确啊这个地方会出现双缝干涉条纹会出现干涉条纹。

        但是如果我们。观察了你就会发现什么呢?首先第一点,如果你去观察的话,电子过来要么就是af,要么就是B方,它不会同时通过两个缝了,对吧?所以这是第一个特点啊,这个特点好像说明啊波纹的这种哈哥本哈根诠释是对的,是吧?但是同时他出现了一个现象,就是一旦你进行观察,干涉,条纹就消失了。这件事我们称之为量子擦除。量子擦除就是我们呢。一旦加上了这两个观察的这个东西,我知道了电子到底是走A放还是走B范,你就会发现右边的干涉条纹就没了。说这事儿就非常神奇,为什么我的观察居然可以影响到实验结果呢?对不对?爱因斯坦绝对不能接受这个观点的,因为这个世界是客观存在的,他不应该因为你的观察和不观察而出现不同。但是实验结果就是这样,就是一旦你去观察的,那么就会出现量子擦除这个条文就没了,对吧?好像垫子就知道你有没有看过,你要。看我吧,我就形成干涉条纹。你要是看我从哪个放走,我对,确实从一个放走,但是呢我就不形成干涉条纹。也就是说你探测我从哪个放去走,我就表现出粒子性,每次只走一个缝,不形成干涉条纹。

        你不探测我从哪个放走,我就表现出波动性。我不告诉你从哪个方走,但是我情商感人,条文就这个事儿非常神奇,对不对?不过波尔说呀,这没有什么大不了的,这不恰好就是我所说的互补原理吗,啊,粒子性和波动性是互补的。你观察例子。波动性消失,观察波动性粒子性消失嘛,对不对?但是爱因斯坦是非常接受不了的啊,爱因斯坦说呀,因为一个观察者影响到物理世界,我们可以称之为观察者效应。啊,观察者效应这个我们是无法接受的。爱因斯坦呢提出了这样一种说法,他说你看啊,假如这里是一个波函数啊,一个电子住在这里面,我们在这里呢加一个。观察者,那观察者我们观察者去一看,说这个例子到底在不在中间这个部位呢,啊我们一算说中间这个部位啊,它出现的概率是40%。于是我们会有40%的可能。例子就在中间这个部位,我一观测,我发现哦例子就在中间这个部位,于是这个波函数就一下子变成了这个样子,就只有中间有了,其他地方没有了,然后再按薛定谔方程进行演化。但是你还有60%的可能你发现这个例子他不在中间这个地方啊,也就是观测者没有看到这个例子。

        那例子在哪儿?这两边儿对吧?于是你的波函数就会演化成这个样子。啊,氧化成这个样子。好,他们他要成这个样子之后,再按照薛定谔方程进行探查。也就是说你有没有观察到这个例子,他会影响到后续的结果。你没有观察之前,你不能说这个例子到底在什么部位。不对啊,例子应该只能说就在这个范围内,但是具体哪个部位不知道爱因斯坦是无法接受的。他又说了一句著名的话,叫上帝不掷骰子。他说呀就所以你不能确定例子在什么位置。那是因为量子力学是不完备的。可能还会有一个什么呢?可能还会有一个演变量啊,这个演变量你没有发现他就是内在的决定机制啊,这个也没让你没发现,所以不行啊。

        甚至于啊薛定谔提出了一个更加夸张的一个问题,就是薛定谔的猫。他说假如说啊把一个猫塞到一个容器里面,这个容器里边有毒气。我观测例子,我如果观测到这个例子的,那么。武器就释放出在猫就死。如果我没有观测到这个例子,那猫就活。你没有观测之前,这个猫就处于一个既活又死的状态。你说这怎么可能呢?是吧?非常神奇。哥本哈根学派的核心论点呢就是不确定性。他认为这个世界是不确定的啊。比如说一个电子到底是波还是粒子,他不确定一个例子到底在什么位置。

        他不确定一个例子的速度是多大,他依然是不确定的,只有观测能够让我们知道这个例子的信息。我们说实践是检验真理的唯一标准。那么在哥本哈根学派看来呢。观测就是获得物理图像的唯一方法。在你观测之前这个物体的一切信息都是不确定的。这种观点听起来如此的信息,以至于这个量子力学的创始者们像德布罗意啊、爱因斯坦的薛丁啊。都不承认这种观点,爱因斯坦涉及到一大堆的实验去反驳他。举个例子来说,你说观测谁去观测是人去观测吗?一个机器去观测不行,因为我们需要用人来判断,所以人去看机器才可以。人家是看机器可以的话,那狗去看行不行。狗要是行的话,昆虫行不行?昆虫型的话介于生物和非生物之间的病菌去观测又行不行呢?一个客观的物理世界,怎么能被一个观测者所决定的。所以啊量子力学的基本问题,直到今天还在争论之中。著名的物理学家费曼曾经说过,没有人懂量子力学。大家如果型号的视频呢可以在youtube账号登岛。老师,你订阅我。

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