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一个简单的物理实验,却让科学家看到了害怕的结果,怎么回事?

 Triumph 2020-03-21

科学是一门伟大的学问,自从人类开始了科学的研究探索,人类文明也走进了科技时代,开启了辉煌的文明进程。从此人类开启了新的时代,开始向揭开世界真相更进一步。

我们都知道,科学的进步是由无数的实验组成的,如果没有一次次的实验总结,就不会有科学的进步,不会有现在辉煌的科技文明。而在科学探索的道路上,分为了两个方向,一个是宏观,一个是微观。

宏观的科学研究自然是让人们更容易接受的,科学家通过宏观的研究,发现了很多事物背后的真相。可是宏观的背后又是什么,却让很多的科学家感到迷惘,直到微观的出现。16世纪中期的时候,第一个显微镜被研究出现,那个时候的人们并没有意识到,这个显微镜对于人类意识着什么。

最初的时候,科学家通过显微镜观察研究昆虫等,第一次看到更加神秘的微观世界。直到1931年,恩斯特·鲁斯卡制造出了“电子显微镜”,人类正式进入原子时代,自此人类开始利用显微镜和其他仪器,观察微观世界中的生物和物理现象,通过观察后,科学家发现,微观世界远比文明所处的宏观世界要丰富多彩,生物是由细胞组成,自然界中的一切都可以拆分成无数微小的组成部分。

到了现代,有关微观世界的研究更是成为了科学界的重点,由此形成了一个独立的学科-量子力学。量子力学就是研究探索微观世界奥秘的伟大科学。而在大量的微观探索中,科学家也发现了很多颠覆宏观科学理论的神秘现象,比如“量子纠缠”,“量子叠加”,“隧穿效应”等。

这些量子力学中的现象和规律跟宏观世界的规律完全不同,我们用宏观的物理理论规律完全无法解释量子力学世界中的这些现象和规律。著名的科学家薛定谔,爱因斯坦,普朗克,都是量子力学的奠基人,他们在研究量子力学时,就发现了这些奇怪的现象,量子之间的运动规律超乎了他们的想象。

比如量子纠缠现象,两个粒子可以不受空间,距离,物质的阻碍,彼此之间发生纠缠影响。即使将一个粒子放入黑洞,另一个粒子也可以跟黑洞中的粒子发生纠缠影响。这样的“超自然”完全无法用相对论来解释,爱因斯坦把这种状态称为:“鬼魂”。量子力学中的规律和理论自成一系,我们只有把宏观的相对论和量子力学完全区别开来,才能够进行研究讨论。

科学家为了研究量子力学,也进行了很多的实验,其中有一个实验非常著名,每一个人在高中阶段都做过这样的实验。可就是这样一个简单的高中物理实验,却让科学家看到了害怕的结果,这是怎么回事?

这个著名的物理实验就是量子“双缝实验”,相信很多人都知道并且做过这个实验,它其实是为了证明电子的波粒二象性。科学家在观察电子和光子时,会发现电子有时候呈现粒子状态,有时候呈现波的状态,这让科学家十分费解,为什么同样是一种粒子,会存在两种状态呢?

科学家针对这个现象,进行了一个实验,就是让电子通过一个有着两个通道的木板,电子出发的时候,它是呈现粒子状态,可是当它穿过两个通道之后,背后的屏幕却出现了波的状态,这种现象被称为“波粒二象性”。由此可见,量子可以同时存在两种状态,也就是叠加态。可是这样的现象在宏观世界中却不可能存在。

如果电子“双缝实验”只是这样的简单,那自然也不会有让科学家害怕的结果,直到1974年,梅里教授再次进行了这个实验,试图搞清楚为什么会出现这样的现象,这一次他针对实验做出了改变,在电子的必经之路上安装了两个摄像头,试图观察电子运动时发生了什么变化。

正常情况之下,在电子的实验过程中安装观察摄像头,并不会影响实验的结果。可是结果却让科学家大吃一惊,当电子再次穿越两个通道之后,波的现象却消失了,只呈现了粒子的状态。这是怎么回事?科学家后来又进行了多次这样的实验,得到的结果完全相同,这就是著名的“观察者效应”。

人类观察时量子以一种粒子状态运动,但是人类不观察时量子的两种状态就是同时存在的,这样的结果让科学家感到害怕,难道量子是有意识的?它能够自动分辨人类是否观察它?对于这个疑惑,科学家至今也没有得出确定的答案。

可能有人会说了,就算是量子力学中会有如此神秘的现象,那跟我们有什么关系?为什么科学家会感到害怕呢?可能很多人对量子中的这种现象不以为然,可当我们仔细思考之后,我们每一个人都会感到恐慌和害怕。

大家都知道,我们能够看到的世界是宏观的,可是世界的本质却是微观的,也就是说宏观世界的奥秘都能够用量子力学来解释。量子世界的规律和运行决定了宏观世界的一切,包括我们人类的一切活动,都是受量子微观世界影响的。

而且“观察者效应”也让科学家想到了一个更可怕的事实,那就是我们世界的一切,包括我们这个宇宙有可能都不是真实存在的,可能有人会说了,这怎么可能。难道我们眼见的都是假的?如果没有科学家进行的这个“观察者效应”可能谁也不会怀疑世界的真实性。

可是当我们通过“观察者效应”看到了神秘的量子现象之后,这个世界的真实性就值得怀疑了。比如,我们能够看到天上的月亮,那是因为我们在观察它,如果我们不观察它,月亮还真实存在吗?包括这个宇宙的一切,我们都是在观察它们的时候,它们才存在,如果不观察它们,它们是否还存在呢?

科学越进步,越发达,我们对这个世界,这个宇宙越会感到迷茫。科学就是这样,先发现问题,先提出疑惑,然后再通过不断的实验去揭开问题的答案,揭开世界的真相。只要人类的科学不断进步,不断向前发展,总有一天,我们会揭开量子力学中的全部奥秘。或许那个时候,我们可以走出这片宇宙,站在宇宙之外去看我们生存的宇宙是什么样子,也许我们身处宇宙之中,会感觉这是一个真实的宇宙,可是当我们站在宇宙之外,有可能会发现,原来我们的宇宙只是另一个更大世界的投影。

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