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为什么说“电子双缝干涉实验”令人感到“毛骨悚然”?

我们常常听到有人说,在量子力学的相关实验中,“电子双缝干涉实验”令人非常的“毛骨悚然”,那么为什么人们会这么说呢?今天我们就来简单地介绍一下。

电子双缝干涉实验本身并不令人“毛骨悚然”,它只是量子力学中一种演示电子的“波粒二象性”的实验。

根据量子力学的相关描述,电子这类基本粒子,可以同时具有“粒子性”和“波动性”,于是科学家们就精心设计了“电子双缝干涉实验”:让电子束从两个相互平行的狭窄缝隙中通过,然后这些电子会落在后面的探射屏上,通过对电子在探射屏上产生的现象进行观察,科学家就可以验证“波粒二象性”的正确性。

实验结果大概如上图如示,它完美地证明了量子力学相关理论的正确性。在此之后,随着科技的发展,人们渐渐具备了操控单个电子的能力,于是就有好奇的科学家想把“电子双缝干涉实验”做到更加精致,他们让电子一个一个的通过“双缝”,并试图看清楚单个电子到底是怎么样通过“双缝”的。

然后令人“毛骨悚然”的事情就发生了,简单地讲,就是存在观测者的时候,电子只会呈现出“粒子性”,而一旦没有观测者存在,它们绝对是呈现出“波动性”。这些单个发射出去的电子,就像是一个个无所不知的精灵一样,它们会根据观测者的行为,来决定自己的状态。

为了搞清楚这个问题,科学家想出一个办法,那就是在电子通过双缝之前不去做任何观测,然后等到电子通过了“双缝”之后,再马上打开观测设备进行观测。不得不说,这是一个好主意,因为电子通过了“双缝”之后,它以什么样的方式通过“双缝”已经成为了既定的事实,是不可能改变的。

但实验结果却让科学家大跌眼镜,因为实验结果表明,即使是电子已经通过了“双缝”,它还是会根据观测者的行为,来决定自己的状态!即存在观测者的时候,它们是“粒子性”,而假如对它们不做观测,它们又无一例外地呈现出“波动性”。

通过这个现象,我们可以看到观测者“现在的行为”,居然可以改变电子“过去的状态”!这种不可思议的事情,就是这么真实地存在着。电子双缝干涉实验强烈地暗示了我们所处的世界,与我们平常感觉到的完全不一样,这就是它令人“毛骨悚然”的真正原因。

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