很多科普視頻里所說的,拿「攝像機」觀察電子後干涉條紋消失,什麼攝像機可以看到電子?

在另一個問題看到了這樣的答案

而一般來說,如果我們想要確定電子通過了哪一條縫,採用的辦法是在這條縫上加上電場或者磁場,因為電子帶電,通過電磁場的時候就會發生反應,我們也就知道了,他通過了哪一條縫。但是當我們再回到想乾電子源的定義,我們就會發現,經過了電場或者磁場的電子,它的狀態本身就發生了變化,那麼他的相干性就被破壞了,不再發生干涉,那不是很自然的嗎?

如果是這樣,那說什麼觀測影響結果,只是電磁場影響結果吧?


攝像機不存在,而是思想實驗,且只是不嚴謹的思想實驗(因為攝像機看不到電子)

但凡是單光子,單電子探測器(京東,淘寶上就能買)都會直接吸收光子,電子,如果放在雙縫後就直接在雙縫處把光子/電子吸收了,當然無干涉圖樣。

電場磁場可以用,但會擾動電子

費曼物理學講義里說了一個思想實驗:在雙縫後面,兩條縫中間的位置放一個光源,電荷會散射光,所以哪邊閃光電子就從哪邊通過。但講義也明確指出光源會擾動電子,「要設計出一種裝置能夠確定電子穿過哪一個縫,同時又不使電子受到足以破壞其干涉圖樣的擾動是不可能的。」

任何形式的探測器,不是吸收電子,就是會干擾它(確實不是觀察影響結果,而是電磁場影響結果)

以上是直接觀察(一個比較流行的比喻就是,我們為了觀察一個乒乓球,扔了一個保齡球去撞擊它。

觀察者效應其實只是基於一個思想實驗的產物,就是假設可以在雙縫後面安上一個探測器看電子,當然因為任何形式的探測器,不是吸收電子,就是會干擾它,所以能既不干擾電子又獲得路徑信息的探測器不存在(這個效應本身就是對量子行為的歪曲理解,就像題主說的,不是觀察影響結果,而是你觀察所用的手段不可避免的會干擾你所觀察的粒子)

除了直接觀察,間接觀察行不行呢

可以,量子擦除實驗才是觀察電子通過哪條縫的雙縫干涉實驗(量子擦除實驗請自行了解,科普文章,視頻很多)。然而量子擦除實驗也說明觀察會不可避免的干擾光子(量子擦除用光子做實驗),干涉圖樣跟普通的雙縫實驗不一樣,兩個光子不能分開說。

除了這些雙縫實驗,還有一些別的雙路徑實驗,不多介紹了。


撇開微觀粒子,在日常的宏觀世界裡,你看山一眼,你會對山有擾動嗎?

這裡其實就不是你對山的擾動了:山是一個巨物,光天化日之下,無數光子打在山身上

這些光子的一部分被反射進你的眼睛。所以你不論看不看,山始終被「觀察「著。

而雙縫實驗中,單光子,單電子太小了,首先他們中只有一小部分撞到了空氣分子,這樣排除了空氣的干擾,而且,雙縫實驗是要有一個遮光筒的,就是避免外部光子對實驗的干擾。

1909 傑弗里泰勒爵士做了單光子雙縫干涉實驗,在微弱的發射單光子的光源和雙縫後面,感光膠片長時間曝光得干涉條紋,這時裝置是在暗處的。


觀察,以及觀察者效應,都是一些科普文章,科普視頻在科普雙縫干涉實驗的時候所用的詞。其實在量子力學裡應該叫測量。費曼物理學講義上用了」監視「電子這個詞。

但重點是,觀察並不是指用眼睛或攝像機看,這些科普文章里的觀察是指任何測量電子的行為。

其實,監視電子就是測量其位置,判斷它通過的是左縫還是右縫,當電子的位置固定在一個小範圍內,自然他就表現出粒子性;而波,是會在空間中擴散開來的。電子要麼表現粒子性,要麼表現波動性。當你測量電子的那時候,它就只能表現粒子性。

測量對其對象必定有干擾,上面已經說過了;在雙縫實驗中,測量後,電子有了粒子性後就不能再有波動性,這樣,干涉圖樣被破壞也就不奇怪了。


所以說,月亮掛在天上,而不像波一樣彌散開去,並不是因為任何人在看它。它有位置,它不能分身,就像電子所表現的粒子性一樣,一個宏觀物體當然不會憑空消失。你看一眼月亮,固然是測量。可你哪怕不看它,它也被太陽光照著,它也被太陽和宇宙中其他的物質「測量」著。難道非要讓太陽照在月亮上的光反射到你眼中才叫測量嗎?顯然不是。

至於神神秘秘的觀察者效應,並不在物理學範疇,我想大多數人也不會承認的。


一個比較流行的比喻就是,我們為了觀察(測量)一個乒乓球,扔了一個保齡球去撞擊它。


題主提到的這段回答是我寫的。

現在有很多科唬人士特別喜歡拿量子力學來唬人,解釋的都神神秘秘的,讓人一頭霧水,同事對他產生敬仰。這是不對的。

量子力學裡的觀察,其實就是個很不好的描述,正確的說法是測量。測量是物理學的基礎,我們學初中物理第一課的時候就講測量,要想知道目標的長度,就需要一把尺,然後這把尺和被測量對象發生比對,我們得出最小單位的精確值加一位估算位。仔細分析一下,在這個過程中,被測量對象肯定有信息反饋出來,否則我們無法知道測量結果,而這個信息反饋的過程至少說明有光從被測量對象身上反射過來。當被測量對象是一個宏觀物體的時候,這些光對他不會產生影響,可以忽略不計,但是當這個被測量對象只是一個基本粒子的時候,一個光子的反射就可能造成它整體狀態的變化,這就是不確定原理的物理解釋。在整個測量過程當中,影響粒子的狀態的,只是測量這個動作本身,而不是有沒有人去觀察他。

總而言之,這個世界是物質的,意識是依賴於物質存在的,就算是觀察這麼一個看上去非常主觀的行為,也必須要有其物質基礎。一切用各種高科技來忽悠人,表達唯心主義思想的,都是瞎扯淡。


攝像機是沒有的,真實的實驗中是指獲取光子通過雙縫的路徑信息,也就是打開盒子看看貓。如果看了,貓就是非死即生。沒看,貓就是即死又生。


老式顯像管電視,就是通過電子轟擊熒光屏產生圖像,這就可以作為電子的攝像機。

觀測要通過儀器設備,通過某些物理原理。你提到的描述就是用電磁場來觀測,電磁場相當於探針/感測器,因此在這裡觀測和電磁場是等價的。你也可以用其它方式來觀測,那你的觀測探針/感測器同樣會對電子產生影響,破壞相干性。


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測量本身會影響被測量物的狀態,這是不確定性原理的根本原因,測量事件對於被測量物的影響也是量子化的,有一個最小值。至於你所提到的攝像機,只是一種設想中的測量儀器,現實中的確有許許多多不同原理的測量儀器,本質上只要測量到粒子通過即可,光子的檢測方法就有很多種,比如把入射的光子轉化成電子,在電子倍增電場作用下進行倍增放大,最後放大後的電子通過陽極收集後輸出。而檢測電子可以利用極細金屬針尖,當電子距離幾個埃時,就會有量子遂穿效應,產生微小電流。如我之前所述,這種測量本身會影響粒子狀態。


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