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

宇宙时空 2024-11-08 15:22:51

“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

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4
2024-11-28 23:08

❌波与场❌都是数学当物理,捉影弄鬼的把戏::水波/声波/沙丘波,都是物质/粒子相对运动的宏观时空分布。🍎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,当然是骗术笑话。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,只能由源完全确定,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?也是笑话!!场速是光速,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,祸害深远。………赫兹电磁波实验,激励源是电火花,感应接收也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应(发现晚于赫兹实验),用了电磁波来解释而已。电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的数学方法,牛顿的物质相互作用相对运动才是一切宏观微观现象的唯一根本!!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。❌水波声波永远不可能象光子一样真空直线传播。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??

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2024-11-28 23:07

证实/证明理论是骗术:::需要证明的真理/理论是骗,号称证明真理/理论也是骗!!!真理理论作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明10000次,有用吗???实验只是证明了具体现象真。号称证明公理公设,假说冒充公设,肯定都是骗。所有自然规律都是对过去的观测归纳,未来是不变的,这个不可能知道原因,只能信任自然。真理不证自明无法证明!!——相对真理也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前没有人类的观测,月亮不运动吗???引力有没有???都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理吗???地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。❌❌大胆假设,细心求证,都是骗术,是悖论斯坦发家的“两头骗”!用假设猜想后脑勺肯定没用,搞1000年的鬼故事(假说)也真不了,牛顿自然哲学明确反对任何创造假说!!!无人机,潜水艇,轮子,核弹的发明创造都是由公理和观测经验大胆演绎的结果/现象,与自然复杂现象一样,真理不变现象无穷多。苏格拉底说,万变中寻求不变的真理。

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3
2024-11-28 23:08

❌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,贩卖自然因果骗术!!!………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::证伪了麦克斯韦的电磁以太/电磁波学说,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。

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2024-11-28 23:09

❌❌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,“科学家”比赛鼓吹神话悖论斯坦骗子以抬高自己,科学还有希望吗???

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2024-11-28 23:07

量子纠缠笑话——宇宙浩瀚。。。物质质量普遍有力的相互作用,相对运动,是永远不变的真。⭕️邪门纠缠比找女朋友邪门太多了!!!!❌独此一女???独此一男???必须纠缠必然纠缠???❌如何找到独此一女???如何找到独女的独此一男???这种纠缠是万变中不变的真理吗?———观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。在万变中寻求不变的真理,如,物质不灭,能量守恒,1+1=2等等。常常有人宣称,暗物质占XX%,只是人类观测不到!!………这和“鬼把戏”有区别吗???

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3
2024-11-28 23:08

❌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内在本质,能量(动能和势能)都是物质相互作用和相对运动变化的度量(质量不变),是变化现象。能量不是物质的本质,咋能与孤立质量等效???场无质量居然有能量?………数学都是基于物理公理的演绎,超越物理公理的数学能量理解当然是虚幻(1+1=2是自然哲学/物理公理,牛顿定义自然哲学公理作为数学原理)。………🍎🍎物质的本质是带电质量体,物质不灭,电荷守恒,电磁力与万有引力统一于物质的不变本质。能量,力,场,波等宇宙一切自然现象,都是物质/粒子相互作用相对运动的变化现象,没必要搞虚幻,搞虚幻是祸害。号称物质是波/波是物质/物质是能量,都是搞骗。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???狗屎核弹方程是如何应用的???………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???

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2024-11-28 23:07

⭕️科学/哲学追求确定性(真理/知道)是生存的必须,有现象复杂性。自然绝对诚实/决定论/宿命论,但意识作用于人体(物质)对宿命有广泛扰动。追求确定性(求万变中不变的真理/本质,物质不灭,能量守恒,1+1=2等)。观测有不确定性需要提高观测精度,解释自然“不确定性”“对称或然性”想干啥?❌为不知道找原因吗??没有确定性(不知道)如何利用自然??花瓣飘零不是动量不确定,是大量动量作用观测不足的观测不确定性。空间连续可入,位置和速度的精度没有任何极限。光粒子电荷质量大小不连续,不是运动不连续。特定粒子观测困难,大量粒子分布有观测不确定,不是粒子运动不确定。❌不确定性原理当然是骗!同与不同的确定性是科学认知的根本,“波粒二象性”祸害了这个人类认知的核心根基!!绝对真理客观存在,人类诞生前月亮不运动吗?引力有没有?不言自明!🍎仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理?地心说依据的不变现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然&欺师灭祖搞骗的伎俩。瞎搞虚幻不确定,量子鬼学,好吗?❌科学追求确定性真理是生存智慧,悖论斯坦想把宇宙中的不同弄成相同(统一场)?证明站着睡觉更高明?

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