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綜述

在初中和高中，我們都能接觸到許多的實(shí)驗(yàn)類課程，這些課程大都比較有趣，所用的道具也相當(dāng)簡(jiǎn)單，但就是這些簡(jiǎn)單的道具，在精心的編排之下竟然就能講述一個(gè)又一個(gè)深刻的科學(xué)道理。

今天我們演來帶大家了解的這個(gè)科學(xué)現(xiàn)象就是通過十分簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)得出的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)所需要的東西很少，我們?cè)诩依锒伎梢詫⑵湎喈?dāng)完整的模擬出來，但是其背后所蘊(yùn)含的卻是一個(gè)我們至今還完全無法解釋的詭異現(xiàn)象，今天我們就來帶大家了解一下這十分著名的——雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。

雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

原始的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)十分簡(jiǎn)單，所用到的東西不過是一塊不透光的板子，一把鋒利的刀，和一條穩(wěn)定的單色平行光。這些東西在我們的家中都十分常見，毫不費(fèi)力的就可以找到。

要做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，我們首先要在那塊不透明的板子上劃出兩道極為細(xì)小的縫隙，在劃出縫隙的時(shí)候我們要注意，這兩條縫隙彼此之間的間隔應(yīng)該盡量少于一毫米，每條縫隙的寬度也要盡量控制在一毫米以內(nèi)。

這樣的要求雖然有些苛刻，但是如果細(xì)心的話是完全可以完成的。在這之后，我們就可以開始正式的實(shí)驗(yàn)了。

首先，我們要將環(huán)境內(nèi)的光源減少，讓單色平行光在環(huán)境當(dāng)中清晰可見。

在這些準(zhǔn)備工作結(jié)束之后，我們就讓這單色平行光穿過設(shè)計(jì)好的縫隙，打到墻壁上。

按照常理來說，我們應(yīng)該可以見到兩條與縫隙形狀類似的光斑，但是，在這個(gè)試驗(yàn)中我們卻發(fā)現(xiàn)數(shù)條彼此之間干涉的波紋，整體的光影形態(tài)和前置的擋板有著十分顯著的差異。

這種物理現(xiàn)象看上去被沒有什么大不了，但是在某種意義上來說，這個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)背后可能蘊(yùn)含著這個(gè)世界的真正奧義，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的結(jié)果也被人稱作是十分恐怖的詭異現(xiàn)象。它究竟恐怖在哪里？我們接著往下看。

雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的詭異之處

雙縫干涉實(shí)驗(yàn)所展現(xiàn)的是光子通過縫隙之后所產(chǎn)生的得不同，這種不同十分的明顯和主觀，但是和我們物理學(xué)上的一致性知識(shí)極度違背。相同屬性的光子在兩條相鄰縫隙的影響之下竟然可以體現(xiàn)出兩種甚至多種完全不同的干涉波紋。

這種現(xiàn)象在某種程度上說明了物質(zhì)的不確定性。

不知道大家有沒有聽過“薛定諤的貓”這個(gè)假設(shè)，這個(gè)假設(shè)認(rèn)為，如果把一只活生生的貓和含有劇毒的食物一并放在箱子里，那么在打開箱子之前誰也沒法知道這只貓究竟是活著還是死了。

極端點(diǎn)來說，在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，這只貓“既活著又死了”。聽上去雖然有些奇怪，但是這樣的假設(shè)就是想說明物質(zhì)的不確定性，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)也恰恰證明了這種現(xiàn)象可能真的存在。我們所處的世界難道真的是不穩(wěn)定的嗎？

后續(xù)的實(shí)驗(yàn)

為了解開雙縫干涉實(shí)驗(yàn)背后的謎團(tuán)，科學(xué)家們采用了更為先進(jìn)的技術(shù)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新模擬，他們勢(shì)必要將這種現(xiàn)象用科學(xué)的方式解釋出來。

著名的物理學(xué)家勞倫斯·克勞斯率先改進(jìn)了雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，他將整個(gè)實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)縮小，自始至終只允許一個(gè)單一的電子通過“雙縫”。一旦如此，他就能更清晰的明白光子運(yùn)動(dòng)背后的秘密。

但是事實(shí)是十分殘忍的，克勞斯在極其微小的時(shí)間差異中向兩條縫隙發(fā)射了一顆電子，沒想到這一顆電子在穿過了縫隙之后仍舊體現(xiàn)出了互相干涉的波形態(tài)。由此可見，電子是會(huì)和自己產(chǎn)生干涉的。

電子的詭異之處

我們都知道，電子的個(gè)體體積很小，它又是如何同時(shí)通過兩條縫隙，體現(xiàn)出彼此影響的波形呢？克勞斯也同樣好奇，于是，他又進(jìn)行了一次相同的實(shí)驗(yàn)。只不過這一次他準(zhǔn)備了一個(gè)粒子探測(cè)儀裝置，這樣的裝置可以在電子穿過縫隙的時(shí)候?qū)ζ溥M(jìn)行觀測(cè)。

克勞斯本以為這一下終于可以弄明白電子運(yùn)動(dòng)的奧秘，沒想到觀測(cè)結(jié)果更是讓他大吃一驚。

克勞斯在安裝了粒子探測(cè)儀之后，再次進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，沒想到在之前從來沒有出過任何問題的實(shí)驗(yàn)在這次竟然失敗了?？藙谒怪豢吹搅艘粭l波紋，并沒有之前的那種互相干涉的長(zhǎng)波出現(xiàn)。

粒子探測(cè)儀顯示，此時(shí)的電子是以粒子形態(tài)穿過縫隙，而不是彼此影響的波形。在克勞斯把粒子探測(cè)儀拿走之后，電子又恢復(fù)了原先的波形形態(tài)，成功的展示了雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。

在人類的觀測(cè)之下，電子似乎有了生命一般，被人觀測(cè)時(shí)是粒子形態(tài)，不被人觀測(cè)時(shí)又是波形態(tài)，這樣的現(xiàn)象以現(xiàn)在的科學(xué)水平來說是完全解釋不通的。

同一時(shí)空下的同一物質(zhì)竟然會(huì)因?yàn)橐环N對(duì)其無直接作用的東西改變形態(tài)，這更加說明了這個(gè)世界的詭異的不穩(wěn)定性。

結(jié)語

已知越多，未知越多。我們?nèi)祟愒诼L(zhǎng)的發(fā)展歷史中已經(jīng)破解了太多未知，相信現(xiàn)在我們眼前的未知也只是暫時(shí)的，我們中就可以用自身的智慧來解釋這世界上的離奇現(xiàn)象。

雙縫干涉試驗(yàn)所帶給我們的詭異，也終究會(huì)被化解。在這之前，我們應(yīng)該關(guān)注世界的法則，不斷地深化物理學(xué)上的知識(shí)，期待光明未來的到來

標(biāo)簽： 無法解釋