因为不是谁都有资格挑战布鲁斯教授!
李奇维微微一笑,说道:
“爱因斯坦,请说。”
爱因斯坦对着众人说道:
“在提问之前,我想先请布鲁斯教授做一个小实验。”
说罢,他又看向李奇维,笑着说道:
“布鲁斯,请你把左边狭缝关闭,只保留右边狭缝打开,再做一次单电子实验。”
“时间不用太久。”
众人不明所以。
“爱因斯坦教授这是什么意思?”
“这个实验有啥好做的?”
然而,李奇维只是轻轻一笑,他大概知道老爱想问什么了。
他照着爱因斯坦的要求,重新启动仪器。
这次没有什么悬念。
当只有一条缝隙打开后,电子不再发生衍射,而是像粒子一样通过狭缝。
所以,显示屏上干涉条纹消失,只留下一道明亮的条纹。
这时,爱因斯坦问道:
“当存在双缝的时候,就出现干涉条纹;当关闭一个狭缝,干涉条纹就消失了,这是为什么?”
“两个狭缝之间的距离虽然很小,只有几十纳米。”
“但对于电子的体积而言,这个距离犹如十万八千里。”
“那么,电子是如何知道另一个狭缝被关闭了,从而不发生自身干涉呢?”
咦? 众人皆是一愣。
这个问题有点意思啊。
开关狭缝是人为的过程,电子又是怎么知道的呢。
难道说它具有意识?
不然的话,它怎么知道什么时候该干涉,什么时候不该干涉呢?
李奇维说道:
“这个问题恰恰证明了互补原理的正确性!”
“因为双缝本身其实就算是一种测量方式,而且是波动的测量方式。”
“所以,此刻的电子就表现出波动的性质,从而能同时经过两个狭缝,并且发生干涉。”
“直到遇到显示屏,坍缩成粒子。”
“我们需要注意一点,哪怕电子坍缩成粒子后,它依然具有波粒二象性,而且能重新回到迭加态。”
“如果此时把显示屏去掉,电子会以这种迭加态的形式继续传播下去。”
“现在,把双缝改成单缝,那么电子就只能通过一个狭缝。”
“而一个狭缝其实可以看成是一种粒子方式的测量手段。”
“此时电子经过狭缝后变成了确定的粒子,从而不再发生干涉,显示屏上就没有了干涉条纹。”
“所以,当我们试图获取电子的路径信息时,就是对电子粒子性的测量。”
“路径信息和干涉条纹是两个互补的量,在同一个实验中,只能看到其中一个。”
“所以,电子并没有意识,而是测量影响了电子的状态!”
“而这正是互补原理的内涵!”
哗!
众人恍然大悟!
有了双缝实验在前,现在就容易理解多了。
爱因斯坦沉默了。
他发现布鲁斯的逻辑简直无懈可击。
一切都是那么完美!
只是这种完美是建立在客观事实不能独立存在,这个匪夷所思的基础之上。
这时,薛定谔忽然问道:
“教授,显示屏为什么可以看成是测量手段呢?”
众人又是一愣。
这也是个好问题。 不能因为你是布鲁斯教授,你说是就是。
李奇维解释道:
“所谓的测量,其实就是指相互作用。”
“我们应该有这样一个共识:在量子力学中,不存在对一个物体进行测量,且不产生任何影响。”
“在宏观世界里,测量汽车的速度,并不会对汽车本身产生实质影响。”
“但是对于电子这样的微观粒子而言,要想测量,就必须用同样大小的光子或另一个电子去撞击。”
“通过分析撞击后的光子的状态,就能知道待测电子的状态。”
“但是撞击这个过程本身,必然会对电子造成影响。”
“而这种影响,就是电子坍缩成粒子。”
众人默默点头,不明觉厉。
接着,德布罗意又问了一个问题:
“教授,我无法想象,波函数坍缩是一个什么样的过程?”
李奇维说道:
“电子的波函数本身不代表任何物理意义。”
“这里的坍缩不是一个过程,更像是一种状态的转变,是瞬时发生,没有时间意义。”
“正如当电子处于波动和粒子的迭加态时,我们无法想象那是一种什么样的状态。”
“你可以把它们想成相对论中光速不变这样的公理,不能进一步阐述。”
这时,李奇维忽然说了一句意味深长的话:
“或许,科学的目的,不是解释自然的本质;而是关于自然,科学能进行什么样的描述。”
哗!
众人震撼无比!
这可不是布鲁斯教授以前的风格。
如果科学不能揭示事物的本质,那要科学有什么用呢?
众人内心感慨:
“看来量子力学的神奇,不仅影响了我们,也影响了布鲁斯教授。”
“他的境界更加虚无缥缈了。”
李奇维没有在这个问题上继续深究。
哪怕到了后世,关于波函数坍缩依然没有任何的解释。
它就是一个无法想象的客观过程。
现在无人继续提问,但是李奇维的演讲却远远没有结束。 接下来,他将继续做一个被后世无数人津津乐道的实验。
绝大多数人对量子力学和双缝实验的误解,都是因为这个实验。
什么“物理学不存在了”、“人的意识能够影响现实”等等。
那就是“观察者效应双缝干涉实验”!
在众人的注视下,李奇维继续说道:
“其实,我在单电子双缝实验的基础上,还准备了一个升级实验。”
“它更能证明互补原理的正确性。”
“那就是引入观察者!”
“如果我在双缝处安装一个电子探测器,看看电子究竟是如何通过双缝的。”
“那么诸位觉得会发生什么情况呢?”
轰!
全场震撼!
所有人都觉得不可思议!
这真的能实现吗?
(本章完)