1907年,托馬斯.揚實現了光的雙縫干涉實驗,再次引發了光的本質究竟是粒子還是波的爭論,但此時的爭論仍局限在經典物理的範疇內。1961年,蒂賓根大學的克勞斯·約恩松不知道哪根筋搭錯了突發奇想用電子來進行雙縫干涉實驗,從而打開了量子領域的一個潘多拉盒子。

約恩松首先用電子流朝著並列的雙縫轟擊,按照設想,電子流通過雙縫後應該在後面的屏幕上留下兩條與雙縫對應的亮紋。然而,神奇的是,在屏幕上出現的並不是兩條亮紋,而是多條明暗相間的干涉條紋。約恩松很好奇,他設想是否是因為電子在電子流中互相擁擠碰撞,進而造成了多條幹涉條紋。於是,他使用發射器將電子一個一個發出,這下就不會有碰撞了,然而神奇的是,在雙縫後面的屏幕上仍然留下了一條條明暗相間的干涉條紋。經過爭論,人們認為電子也具有波粒二象性,事情似乎是告一段落。

然而,1974年,米蘭大學的梅里教授又突發奇想,他對實驗結果還是不滿意,他老想看看電子到底是怎樣通過雙縫的,看看干涉條紋到底是如何形成的。沒想到這下壞了事。他在雙縫的入口安裝了高精度的監視器,可以清晰地看清電子的出入。準備完成後,他仍然通過發射器將電子一個一個發出。結果這不看不要緊,一看,壞了。屏幕上的一條條幹涉條紋不見了,只剩下了兩條亮紋,而且通過監視器可以清晰地看到電子如粒子般一個個通過左縫或右縫,在屏幕上形成兩條亮紋。

前面說過單個電子流在屏幕上應該形成多條幹涉條紋,為什麼試圖觀察電子通過雙縫的行為時,干涉條紋就消失了呢?梅里也很疑惑,於是他將監控關閉,結果屏幕上又出現了神奇的干涉條紋;再將監控打開,條紋又消失了;……如此往複。

這個實驗可怕在哪裡呢?從實驗過程看,目標是看清電子干涉中通過雙縫的行為,但當你要看時,干涉條紋就消失了;當你不看時,干涉條紋就出現了。總之,電子就好像有了意識一樣,和人玩起了躲貓貓,總之,不讓你看到干涉情況下的行為。

這個實驗在科學界引起了巨大震動。為了解釋這個實驗,人們不得不再次審視千百年來在科學研究中被摒棄的一個觀念:「意識」。在傳統的科學研究中,「意識」是不會對客體產生影響,是不應被引入到科學研究中的。然而,由於電子的雙縫干涉實驗,「意識」不僅被引入了科學研究,而且一定程度成為實驗結果的決定因素,即實驗者的意識決定著實驗對象的呈現方式。

這才是電子的雙縫干涉實驗真正讓人毛骨悚然的地方。按照量子力學主流的哥本哈根解釋,在雙縫干涉實驗中,電子本身是既是粒子,又是波,即波粒二象性。當人們不對雙縫加以觀測時,電子呈現出波的特性,在屏幕上形成多條幹涉條紋,此時可以認為人的意識中已將電子認定為波;而當人們觀察雙縫時,其意識中已經默認電子是粒子,因而干涉條紋就消失了,電子真的按照人的意識體現出粒子的特性,僅形成兩條亮紋,儘管此時人的目的是想得到干涉條紋。總之,是人觀測或不觀測的行為,或者說是人將電子當作粒子或波的意識,決定著電子最終呈現為粒子還是波。

這個實驗結果是顛覆性的,千百年來科學研究的根基幾乎被摧毀。很多人接受不了,紛紛舉起反抗的大旗。其中代表人物就是愛因斯坦,他提出隱變數的假說,試圖否認意識的作用,然而就目前而言,隱變數似乎仍未找到可信的依據。還有其他人物,也提出種種假說,如平行世界等等,但都屬於邊緣性的理論。目前主流理論仍然是採信了意識的哥本哈根學派,也就是說,在量子領域,目前意識這一概念已經牢牢佔據了核心地位。

意識是與物質截然不同的一種存在,因為雙縫實驗的存在,沒有科學家能夠否定意識的客觀存在性,而這已經不是最為重要的事情了。

最為重要的是意識為什麼能夠影響到物質的運動,科學家無法找出其中的關聯。這甚至會讓我們對世界的真實性產生質疑,試想,永遠有一雙看不見的眼睛在盯著我們每一個人,只要我們企圖去觀察,它馬上就會改變結果,讓我們無法觀測到干涉圖譜。細想下去會感覺十分恐怖。雙縫干涉實驗提醒著我們,這個世界充滿著太多的秘密,而有一些,至今為止,我們仍毫無頭緒。


一般來說偽科學和玄學的特點就是講可以令人震驚的大故事,卻不說細節。比如說電子干涉實驗,說是用電子對著並列的雙縫轟擊,卻不告訴大家這個雙縫到底是怎麼製作出來的,故意誤導大家以為真的是挖兩條縫,可是電子的波長只有0.1納米,你去哪裡找兩條這麼細的縫來干涉?要知道第一次觀察到電子衍射的實驗是用電子通過晶體薄膜,用晶格做縫才能觀察到的。那麼電子雙縫干涉實驗到底怎麼做的?

我們真的電子雙縫干涉實驗是用電子雙稜鏡來產生相干電子束,然後在某個地方發生干涉的。什麼是電子雙稜鏡呢?就是通過不同方向的電場把同一束電子轉向分束成兩束,然後偏轉到某特定位置發生干涉。這裡電場的分束作用事實上起到了光干涉中楊氏雙縫的作用,但是並沒有所謂的雙縫存在。我強調這個事實的目的是什麼呢?就是告訴大家很多所謂的玄學科普家,其實自己對科學事實並不清楚,就開始在網上忽悠人,請大家一定要擦乾淨自己的眼睛,免得上當受騙。

上面關於電子雙縫的解釋,玄學家們可能還能辯解,這只是一個比喻,不要那麼在意。那麼下面他們所謂的,架一個攝像機,觀察電子從哪個縫通過的說法,就是純粹扯淡。我倒想知道這個世界上,什麼地方能生產出這麼神奇的攝像機,居然能夠記錄和觀察電子的軌跡,如果有這麼神奇的攝像機,物理學家,為了觀察電子的運動軌跡,還有必要建立雲室這樣的實驗設備嗎?或許會有人辯解,電子打在了攝像機的感光元件上,會留下感光點,這不就觀測到了嗎?那你電子都已經打到了攝像機里,當然就沒有辦法去和另外一束電子發生干涉了,這麼簡單的事還需要絞盡腦汁去理解嗎?還他媽神吹噓什麼意識,影響現實世界,這是在嘲笑人的智商嗎?事實上所謂的延遲觀察實驗,根本就是一個思想實驗,什麼叫做思想實驗?就是在腦子裡面想想,根本沒有去做,也沒有辦法去做。打個比方,著名的麥克斯韋妖精思想實驗,你到哪裡去找這麼一個小妖精?

所以人碰到搞不清楚的事情要多去找教科書,找專家解惑,而不是聽知乎上的這些玄學家吹牛逼。


首先,意識是被人們研究分析的對象,它的本質最終要歸結為物質的運動引起的效應,它也不具有一個定量的物理單位,是一個模糊的宏觀概念,就算大腦物質的運動引起的效應(其中之一包括意識這種效應)能影響另一個物質的運動,雙縫實驗問題也沒有涉及到意識。

第二,觀測手段干擾被觀測系統的行為,這是必然的,只是宏觀過程或實驗中所測量的物理量數量級較大,人們有辦法盡量減少干擾的數量級,讓觀測數據更加純粹。但在微觀世界,要測的粒子物理量數量級很低,觀測裝置是個龐大複雜的粒子系統,因此除了觀測,它就是一個不折不扣的干擾器,其干擾和預定的能量輸出在數量級上達到接近或對等地位。在物理學中,觀測就是一個物理過程,研究量子世界完全可用物理方法完成,並不需要意識、感覺這類模糊的概念參與。

對於電子雙縫實驗,隨著被觀測粒子的質量能量「體積」等各種物理量越來越微小,觀測系統的作用場對粒子的影響就越來越強烈,附加的觀測系統也如此,一旦粒子被干擾到,就意味著粒子的能量分流到附加觀測系統引起損失而變成非獨立的過程了。無論觀測到還是未觀測到(粒子打到附加觀測系統任何部位),與測量目的無關的相互作用都會生效,粒子原來純粹的干涉條件也被破壞了。


所謂意識流都是被不靠譜的科普作者帶節奏了。擴大其詞、嘩眾取寵罷了。

量子實驗和意識無關,只和觀察有關。

看樣子科學界目前對 什麼是「觀察」還沒有明確的定義。

我覺的 觀察就是 能「觀(接收信息/相對性)」且「察(區分信息/相對性)」。

一塊1/4 波片,是不是觀察者呢?

是,因為它能接收光波,並且能根據 光波是 橫偏振 還是 豎偏振,而生出 左圓偏振 或 右圓偏振。

這就是一個觀察者。和意識無關。

如薛定諤的貓,也是一個觀察者。

並不是說 貓在盒子里 是 死活疊加態。實際上衰變測量器,擊破瓶子的儀器,毒氣,貓,這些都是觀測者。

只要衰變測量器觀測到衰變了,瓶子就會被打破,貓就死了。

所以站在盒子裡面,貓是死是或,時時刻刻都是 100%確定的狀態。

但是科學家把這個 盒子,設定成了 理想中 完全獨立於萬物的 隔離系統。

所以系統外的事物,如果不打開盒子觀測,則無法得知 貓的死活信息。

所以只能用 疊加態來描述。

這和 是誰打開盒子觀測完全無關,和有沒有意識參與觀測也完全無關。


量子力學為玄學者提供了一個絕佳的溫床啊......


當然不能啦。

憑什麼說打開監測器就能表示意識改變了電子的狀態,不開監測器就沒有意識參與了呢,我們做實驗的過程不就是表明意識在參與這個活動嗎?我們不放監測器也在意識里觀測著電子的運動啊,為什麼只有開不開監測器這個條件才能影響電子的狀態?這不是很奇怪嗎,正常的邏輯不應該是打開監測器對電子產生了什麼影響才使實驗結果不同的嗎?怎麼會扯到意識上,真是有點荒謬了。


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