已经证明地球产生于约46亿年前,如果把地球演变的全部历史比作一天,那将是一幅非常有趣的图景。
——在这一天的最初时分,即午夜,地球形成。
——12小时过后,下午开始,在古老的大洋底部,最早的细胞生物开始蠕动。
——大约6亿年前,诸如海绵、珊瑚、海星、三叶虫以等无脊椎动物及低等鱼类降生到这个世界上。这时是约16点48分。
——4亿年前,鱼类爬上陆地,出现了两栖类。到两栖动物繁盛,爬行动物开始出现,已经到了晚上20点过后。
——21点36分,古生代结束,“恐龙时代”到来。
——在一昼夜结束前的四十分钟,鳞甲目动物几乎绝迹,地球上充斥着哺乳动物。
——只是到了23点59分56秒才出现人类。
——人类社会从野蛮状态,进化到高度文明的现代,整个历史时期在一昼夜中总共才占4秒钟的时间。
而在这4秒当中,我们在400万年前的地层中发现了类人古猿化石,几十万年前我们的祖先智人才开始出现,最近6千年才进入文明时代。
直到200多年前人类开始工业革命,科技才开始突飞猛进,最终进入信息时代。
在这200多年的时间里,人类在科技领域的发展已经超过了曾经的数千年。
在人类科技发展史上,有一个颠覆人类认识的实验,号称十大诡异实验之首,这就是电子(光子)的双缝干涉实验。
首先我们明白:
当粒子通过双缝时,会形成两条类似平行的条纹。
就如同前面拿一把枪,射出去的子弹经过两个缝,应该如下图一样:
当波通过双缝时会出现干涉条纹,就像下面图上这样传播:
下面开始讲述我们的实验:
1、托马斯.杨双缝干涉实验。
很简单,大家都学过,如下图所示:
在19世纪以前,伟大的牛顿爵爷认为光是一种粒子。
鉴于牛爵爷超高的声望,光粒子学说统治了物理学界长达一百多年的时间。
到1830年,英国的物理学家的托马斯-杨用这个实验撼动了牛爵爷长达一百多年光粒子学说的统治,光的波动学说被再次确认,意义非凡。
因为,干涉是波的特性。
2、单电子双缝干涉实验
随着量子物理的诞生,粒子世界被知晓,物理学家们实验中光粒子换成了电子,重复这这个实验。
实验表明,包括其它粒子在内,都与光一样具有双缝干涉现象,这些粒子也具有波粒二象性。
但让人困惑的是,电子作为真正的实体粒子,为什么会具有波性呢?
因此科学家认为:因为射出的电子束含有多个电子,电子之间会互相干扰,产生了干涉现象。
于是,科学家就让电子发射源一次只射出一个电子。
每个电子随机通过双缝,结果在连续射了好几十个小时后,干涉现象居然还是出现了。
这怎么解释?单个的电子又与谁发生了干涉?
打个比方,这就好像你前面有两扇门,你往前走着,突然分裂成了两个人通过了两道门,有点匪夷所思了。
很诡异对吧?不过这才刚刚开始:
说这之前,先玩个游戏:
就如同去买足球彩票,作为国足球迷,我每次都买赢。
但我发现,只要我买了彩票,球队就赢。不买,球队就输。
也就是,无论何时,我手里的彩票直接决定这国足将要比赛的结果。
就是这么诡异。
回到实验:
1974年,梅里教授在双缝的入口安装了极高清的摄像头,可以观察到电子的运动情况,看清单个的电子是如何同时穿过双缝而形成干涉。
梅里教授惊讶的发现:原来的干涉条纹不见了,电子像子弹一样,直线的通过双缝,并且留下了两条平行的亮纹。
但是当摄像头关掉后,干涉条纹又出现了。
重复多次实验,一样的结果,仿佛电子可以感知外界对它的观测,变了样子。
就好像说,你自以为了解你身后的世界,可是你真的知道你身后的世界是什么样吗?
如同在你转身的那一瞬间,你身后的世界变成了你看到的世界,在你看的前一秒,并不是那样的。这里本来是另外一个世界,只是你去看的那一个瞬间,世界变成了你看到的世界。
这个世界难道只是造物主想让你看到的那个样子,只是一个幻象。
你认为这就结束了?然而并没有。
3、延迟选择实验
接着上面的游戏:
一场比赛已经输了,我又去买了这场比赛的彩票,发现我改变了这场比赛的结果。所有存在的影像、所有人的记忆都变了,变成赢了。
即我买彩票这个结果,改变了已经结束的比赛的结果。
1979年纪念爱因斯坦诞辰100周年的讨论会上,惠勒提出延迟选择实验构想。
简单地说,即在后面安装摄像机,等到电子通过两条缝后打开摄像机。
这个时候,观测发生的时候,电子不管是通过一条缝还是两条缝都已经成为历史事件。
现在的观测可以改变历史吗?
答案是肯定的。
实验结果依然是观察的时候,出现两条平行的亮纹;不观察的时候,出现干涉条纹。哪怕我们的观察已经在它通过双缝之后。
如何同过两条缝这个历史,只有在未来结果完全定下来之后,才能被清晰地呈现出来,在此之前,它的通过双缝的轨迹是模糊不清的,它没有被观测到的过去只存在于不确定的概率之中。
这就是人类科学史上最违反人类直觉的实验。
关于上述的实验,量子力学的理论已经给出了很多的解释,都太高深了,大家可以查阅,当然很多解释也并不能让所有人信服。
在自然规律面前,人类太过渺小。
人类科技的发展总是这样的,经历了困惑和求索,更多的事实真相被我们认知,我们曾经所认知的世界在漫长的探索中,忽然变成另外一种场景呈现在我们面前。
就如同我们刚刚知道我们生活的地方只不过是一座小小的星球那时候感觉,一遍又一遍,周而复始,人类也在这周而复始中越发接近自然的终极规律。
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