除了双缝干涉实验,还有哪些惊人的实验?

弄潮科学


我来说一下嘛。这是人类对于物质的认识问题。物质究竟是什么状态的?这也是爱因斯坦与波尔矛盾之处。波粒二象性,就是从双缝实验发展来的。物质既是波,也是粒,物质具有波粒两个特性。波的产生一般是场的作用,粒是实体,物质就是场与实体的整体,或者说是就是一体。任何物质都具有场的特性,这个场是物质的基本时空态,时空基本组合,不具有能量和质量特性,但是可以转化为实体粒子,而实体粒子也可以转化为场。人这种特殊物质形态,也有自己的场,意识也是。有没有可能人的意识场与粒子的场相互作用了呢?从实验看,甚至有的科学家直接用意识影响了。应该可以查到。

再如,量子纠缠,有的科学家说了,甚至宇宙的两端都可以相互纠缠。为什么呢,粒子开始一起的,场是一个,分开后一段时间还是一个。这个场非常微细,所以传播速度极快。


迦祥时空


电子双缝干涉实验,令科学家无比惊愕而困惑,前沿理论再解答

亲爱的读者,为了解释这个困绕无数人、惊掉人下巴的电子双缝干涉延迟实验,我们必须先从四个实验谈起,步步分析。

第一个实验:光的双缝干涉实验

在中学课本上就有的叫杨氏双缝干涉实验,就是把光源放在一张开了一个小孔的纸片前,然后在后面再放一张开了两道平行狭缝的纸片。

光从第一张纸片的小孔中射入,再穿过后面纸片的两道狭缝,然后投到屏幕上,这样会形成一系列明、暗相间的条纹,这就是光的双缝干涉现象。

这个实验在物理学史上是一个闻名而经典的实验,撼动了牛顿长达一百多年光粒子学说的统治,是光的波动学说被再次确认的有力证明,所以意义非同凡响。

直到爱因斯坦的光量子理论被认可,光的粒子学说才再次翻身,从此,光既有波性,又有粒子属性的波粒二象性,最终被物理学确定下来。

第二个实验:电子双缝干涉实验

随着量子物理的诞生,人们深入到了粒子世界,物理学家们把光的双缝干涉实验由光粒子变成了电子,重复这这个实验。

物理学家把电子束从前木板的小孔中射入,让电子概率性的穿过孔后的双缝板,最后落入到后面的屏幕上,通过不断的重复射入电子,屏幕上也出现了同光一样的双缝干涉现象。

电子双缝实验同样具有非凡的意义,这说明了电子,包括其它粒子在内,都与光一样具有双缝干涉现象,这表明粒子也具有波性,粒子也具有波粒二象性,这是量子物理的一次颠覆性认识。

第三个实验:单电子双缝干涉实验

物理学家想不明白的是:电子是真正的实体粒子,为什么会具有波性呢?是不是因为射出的一束电子里,含有多个电子,电子会互相干扰,因此产生了干涉现象?

如果上述推理正确,那么实验时,一次只射出一个电子,就应该不会再发生干涉现象。

可是,奇迹发生了,人们在实验中,确保一次只发射一个电子,可最后还是出现了干涉现象。

这怎么解释?单个的电子又与谁发生了干涉?难道电子有分身术?一个电子怎么可以同时进入两个缝隙而发生干涉呢?这也太困惑了!

这个实验引发了量子物理的大地震,以波尔为首的哥本哈根派和以爱因斯坦、薛定谔为首的一派为此长期争论。

波尔和海森堡为首的哥本哈根学派们认为:粒子具有波粒二象性,而且粒子性和波性处于叠加态,就是说粒子在某个时刻的特征态既是粒子,也是波,具有概率叠加态。

这种解释如果扩大到宏观世界里的意思就是:“是这个样子,又不是这个样子”,“ 你走了又还在”,就是这种毫无逻辑的解释。

这种解释当然无法让人接受。

这也包括爱因斯坦在内,他坚信大自然一定有一种规律在支配,确信“上帝不会掷骰子”。

同样持反对态度的物理学家薛定谔,更是提出“薛定谔的猫”的思想实验,认为这就好比在说:“一只猫死了又活着”一样的荒唐。

但波尔们坚持认为:粒子世界就是不确定性、概率性的叠加态的存在,确实有别于宏观世界的荒唐,粒子遵守波函数的概率规律,观察会导致波涵数坍缩。

后来的无数实验验证,支持着哥本哈根派们,他们取得了争论的暂时胜利,建立起了量子理论的大厦。

第四个实验:单电子双缝干涉延迟实验

问题到此还没有完,粒子世界更玄、更颠覆常识的实验还在后头,这不仅令物理学家们感到更疑惑,还令普通人感到恐惧。

这就是单电子双缝干涉延迟实验。

在单电子双缝干涉实验中,为了排除外界干扰,选择在封闭的真空盒内进行,所以无法观察到单个电子是如何通过小孔穿入双缝,然后再投放到屏幕上的?

为了观察到这一点,实验时在盒内装上摄像镜头,以此拍摄单个的电子是如何同时穿过双缝而形成干涉。

但匪夷所思的奇迹却发生了,干涉条纹却没有了,取出摄像镜头再实验,干涉条纹又有了,反复都如此,不论谁做,在什么地方做,结果都一样。

人们把这个实验结果叫做电子双缝干涉延迟实验。

第五个问题:诡异实验的疑惑

电子双缝干涉就象羞涩的少女,根本不让你看,它似乎有意识和眼睛,只要你在看她,她就可以觉察,就会表现出不同的结果。

对于这种令人思维停止的实验结果,所有人都摇头不解,有人还设想粒子确实具有意识,是意识在支配人的行为,唯心理论都诞生了。

不过,请相信,科学是漫长曲折的,今天的不懂和疑惑,将来一定不再。

从光的双缝干涉实验开始,最初的实验者托马斯-扬做完实验,也是不解,当他意识到这是光的波性,并对外宣称时,因为撼动了牛顿权威的光粒子学说,被人嘲笑和排挤。

直到20年后泊松亮斑实验,证明光的衍射现象,牛顿的光粒子学说才被推翻。

100年后,爱因斯坦的光量子理论被确定,光的波粒二象性才进入教科书,看来科学道路确实是曲折漫长。

那么现在,对于单电子双缝干涉实验,尤其是电子双缝干涉延迟实验,几乎没有一个明确而完美的解答。

如果你学量子理论,老师会说,量子理论你会算就行,不要问为什么,因为老师也没法解答。

量子物理的权威费曼就说:“没有人真正懂得量子理论”。

当然,疑惑摆在那儿,不是不问就没疑惑了,无数的学者创立了各种学说,试图解释,但到目前为止,都不是很完美。

下面,我们例举一个最有说服力的前沿理论的解说版本,在此仅供参考讨论。

第六解答:新理论的解释

这个新理论解释双缝干涉实验,基于两个基本原理:

第一原理:光的本质理论

这一新理论认为:

光的单个粒子在自然界有三种状态形式:

第一种状态形式:存在于光源或辐射源中。处于光速振动态,叫动态光粒子,它具有光速动能,

第二种状态形式:普遍存在于粒子或物体中,也独立于磁场内,叫磁粒子,它保持绕一核心自转和周转的运动状态,且自转和周转动能之和等于光速动能,

第三种状态形式:处于静止状态,没有能量,充斥于宇宙粒子的所有空隙。

这一理论强调认为:静态光粒子就是光的传播介质,没有介质的波是不可能存在和传播,也是不符合物理定律,

脱离介质分析光的波粒二象性,是违背基本常识的物理错误。否定光的介质和“以太”学说,本身就是遗憾。

这一新理论认为:

光的三种形态的单个粒子,质量是相等的,但能量是不相同的。

若设E0为光的单个粒子的能量,m0是质量,V1为磁粒子的自转速度,V2为周转速度,C为光速,则:

震动态光粒子的能量式:

E0=1/2m0C^2 (1)

磁粒子基态能量式:

E0=1/2m0(V1^2+V2^2)=1/2m0C^2 (2)

磁粒子激态能量式:

Ej=1/2m0(V1^2+V2^2)=m0C^2 (3)

静态光粒子是没有能量的,处于完全静止状态。但能攫取也只能攫取所有等于光速动能的能量,让自身转变为具有光速动能的震动态光粒子。

这一新理论进一步确认;

光的三种状态可以互相转化,产生光的各种现象,构成光的本质特性。

1、光源的本质与质能方程

磁粒子在一般情况下处于基态能,即自转和周转的动能之和等于光速动能;

但获取能量后, 由基态变成激态,即自转和周转的动能之和等于2倍光速动能。

此时,充斥于空间的静态光粒子就能迅速攫取磁粒子激态能,周围的静态光粒子被转化为震动态光粒子,聚集于磁场或物体周围,即形成了光源。

磁粒子因为释放了一半的能量,重新回到基态形式,并保持稳定状态。

磁粒子的这一特性,使得磁粒子具有良好的稳定性,因此成为粒子的最小结构单位,构成了相对稳定的物体内粒子和磁场。

磁粒子的自转和周转的动能之和等于光速动能的特性,也是磁场和粒子内能的贮藏形式和能量来源,同时也是解说爱因斯坦的质能方程起源和本质的基本原理。

2、波粒二象性与光速极限原理

光波:光源里的震动态光粒子与充斥空间的静态光粒子不断互化,传递能量而形成光源的光速位移,实质是光粒子的震动态的光速能量传播,而不是光粒子在空间方向的直线移动。

宇宙物体和粒子都是浸没在以静态光粒子为实质的大海里,一切具有辐射源性质的物体或粒子,都将激活和扰动静态光粒子而产生光波现象,这与水波具有相似的原理。

由于光波的光源和介质都是光的单个粒子本身,所以在光波路径上的任意一点,都表现出光的波性和粒子属性,这就是光的波粒二像性。

一切浸没在以静态光粒子为实质大海里的物体或粒子,只要出现光速动能,就会被静态光粒子攫取,形成光的能量波,向外不断的传递和释放能量,使得自然界的物体和粒子速度都无法超越光速,这就是光速的极限原理。

3、电子双缝干涉实验的解说:

以静态光粒子为实质的宇宙大海,对于光的波粒二象性可以得到完美的解释,那么,对于光的双缝干涉和衍射的解释,只要设想为水波就OK,在此无需多笔。

现在重点回到电子的双缝干涉实验。

实验设想:

如果我们把双缝干涉实验的设备搬到池塘里,然后向池塘里投掷石子,我们无需思考,必将出现水波的双缝干涉现象。

现在,我们把池塘里的水换成静态光粒子,把石子换成电子,电子的靶射就是投掷石子,这样就会归到电子的双缝实验,无疑,必将发生光的干涉现象。

实验分析1:

在电子双缝干涉实验中,因为靶射电子而产生了干涉现象,量子理论认为,电子具有波性,确定了电子具有波粒二象性,如果按此推理,向池塘投掷的石子,因为水波发生了干涉现象,则也可以判断石子具有波性?石子具有波粒二象性?

显然,说投掷的石子具有波粒二象性,具有明显错误,同样,在电子双缝干涉实验中,说电子具有波粒二象性,当然一样,也是一种错误。

实验分析2:

在电子双缝干涉实验里,只要电子具有光源辐射性,就能扰动以静态光粒子为实质的宇宙大海,形成光波,必然产生光的双缝干涉现象,但不是电子的双缝干涉现象。

电子的双缝干涉现象,从事实上证明了静态光粒子充斥空间的设想。靶射的电子具有能量,从而激活了空间的静态光粒子,形成光源,产生辐射光波,出现光的干涉现象。

显然,只要靶射的电子具有能量,靶射多个电子和单个电子没有实质性的区别,都将产生光的干涉现象是必然。所以实验2和实验3可以归一。

同时,投射到屏幕上的光斑也不是电子穿过双缝后的投射班点,更不是单个电子能同时穿过双缝而具有叠加态,电子消失于实验设备的原子捕捉,会产生电离现象,这可以实验验证。

4、电子双缝干涉延迟实验分析:

继续回到电子双缝延迟实验,在这里,为什么观察和不观察,实验会出现了两个完全不同的结果呢?

这里,我们必须要用到一个新理论来解说,这就是惯性圆周运动原理,内容是:

一切星体或粒子在不受任何外干扰的前提下,将保持绕一核心匀速自转和周转的圆周运动状态不变,外界干扰是改变和破坏这一状态的原因,且都具有动能:

E=1/2m(V1^2+V2^2) (4)(V1为自转速度,V2为周转速度)

这一原理有九个解读

解读一:星体和粒子在理想不干扰时,保持匀速圆周状态,但外界干扰无处不在,所以实际观察到的状态,都是干扰后被改变的变态。

解读二:星体实际状态为相对稳定的变速椭圆运动,因为星体抗干扰能力强,受干扰稳定。

解读三:粒子实际运动状态表现为不确定性规律,是因为粒子抗干扰能力极弱,外界干扰具有不可预测性和不确定性,可以用热力学第二定律去理解,所以粒子惯性圆周运动是常态性的、不确定性的破坏和改变。

解读四:粒子运动的真实规律是:惯性圆周运动受不确定性能量干扰被破坏、干扰减小或消失后又回归、再受干扰再破坏的不确定性的往复变化。

解读五:粒子运动的轨迹始终是惯性圆周运动破坏后再回归的渐变,所以其运动的轨迹仍然是核心不变的圆周云的概率轨迹,如电子的轨迹,就是圆周云的概率轨迹。

解读六:粒子的运动描述符合统计概率方程的概率解,方程的解集是确定核心的圆内点的集合。

解读七:粒子脆弱的抗扰能力决定了任何观察和测,量行为,都是对粒子的扰动,因为所有的观察是“光察”,测量是“电量”,这都是对粒子惯性圆周运动状态的破坏和改变。所以粒子具有不可测性或测不准性。

解读八:惯性圆周运动是星体和粒子的属性,正是因为自身具有周转和自转的动能,因此贮藏了内能,才能在不受干扰和能量不损失的前提下,将保持恒定的自转和周转运动状态不变。

解读九:鉴于以上分析,无论是粒子组合,还是星系构成,不再需要任何牵引力或能量来组合,绕同一核心的惯性圆周运动是大自然的普适原理。

物理学是研究星体或粒子的惯性圆周运动被破坏的原因和规律,而不是去寻找和统一所谓的牵引力或组合力。

根据这一原理的解读,对电子双缝延迟实验的解答如下:

电子双缝干涉延迟实验分析:

当观察设备不介入观察时,靶射电子在穿过小孔后,释放靶射时多余的能量,激活静态光粒子,形成辐射源和光波,产生光的双缝干涉现象。

由于电子具有圆周运动的惯性,电子在释放多余的能量后,将恢复圆周运动状态,从而被实验设备的原子捕捉,实验设备因电子多余转变为电离态,产生电现象。

当观察设备介入观察时,请重点看解读七,当靶射电子在穿过小孔后,由于这个观察设备必然是“光察”和“电测”,这构成了对电子惯性圆周运动回归的干扰。

因为“光察”扰动的持续,电子无法回归惯性圆周运动,被破坏为不确定性无规则运动,电子在小孔和双缝之间无法停留和释放能量,也就不能激活静态光粒子而形成辐射,而是四处撞壁,使得双缝干涉现象不能再现。

在碰撞中的电子,要么是被实验设备的原子捕捉,电离能量被“电量”设备中和,要么是概率性通过双缝,在双缝和屏幕之间激活静态光粒子,或直接打射到屏幕上,使得双缝干涉现象不能再现。

电子双缝干涉延迟实验推演预测:

1、将观察设备置于双缝前和双缝后,分别实验,两次实验屏幕图像将不会一致。

2、实验盒四周均做成屏幕,观察设备介入和不介入,四周屏幕斑点会不一样。

以此表明,观察会干扰电子的运动状态,影响实验结果。


华龙新观点


双缝干涉实验哪里惊人了?你们是小学生吗,连这点理解力都没有。

双缝干涉实验的本质就是波状运动的电子在通过两条相邻平行狭缝时,受狭缝影响发生干涉,在一定位置形成平行亮斑的现象。

有人迷惑了,一群电子可以干涉,单个电子怎么能干涉呢?它和谁干涉呢?之所以迷惑,是因为还不了解电子干涉的本质。他们错误地认为,电子,唯有电子必须成群结队出动,才能形成电子的波。这里马克思和牛顿联合起来对这种观点进行批判。马克思说,这是割裂了个体和集体的关系,错误地认为二者不相兼容。其实个体多了就是集体,集体必然是个体组成的。电子干涉条纹虽然是很多电子组成的,但必然是由一个个电子组成的,其中每一个电子都在这个条纹中发挥着作用。如果单独摘出一个电子,你说它不是干涉条纹,是可以的,但你说它组不成干涉条纹,则是错误的。因为单个的电子图案,就是整个干涉图案的一部分。

牛顿说,你以为发生干涉的是电子吗?错误!电子干涉只是观察到的表象,电场干涉才是本质。单个的电子,符合牛顿第二定律,在不受外力的情况下,它作为质点时只能保持静止或匀速直线运动。那么为什么电子会波状运动呢?那是因为有无所不在的电场(磁场更准确,但普通人不要求掌握)。电场平时都是隐身状态,但电子一来,就纷纷现身了。电场和电子会彼此作用,作用的结果是电子以波形运动,而电场粒子(其实是磁粒子)由于太小,被人们有意无意地忽略了。其实电子附近的电场也在波状运动,电子是在被电场“裹挟”着波状运动。在双缝干涉实验中,虽然电子是一个个通过的,但电场却是成干涉状通过的。电子在电场的裹挟下,只能在干涉的轨道上运行,所以电子即使一个个通过,也能形成干涉图案。

至于那些说电子受观察影响的,我已无力吐槽。这与实验细节有直接的关系,而目前互联网上还查不到中文版的实验细节,只能说这些人就是喜欢人云亦云和捕风捉影罢了,根本不具有科学素质。

另外,头条有大批科学神棍打着科普的名义宣传很多神乎其神违背常理的理论,量子理论是重灾区。这种哗众取宠不负责任的做法应该受到大家的唾弃,而不是追捧。我们除了对神秘的好奇,还要有一个善于思考和分辨的脑袋。


缔造新社会


好吧,马绍尔群岛核试验是人类历史上,最残酷和血腥的科学实验之一,而这个实验的始作俑者就是山姆大叔。

山姆大叔为了获取人体核辐射的数据,曾经在1946年到1958年之间,在马绍尔群岛展开了几十次核试验,但问题在于马绍尔群岛的居民,并不知道他们长期暴露在核辐射的环境当中。

所以整个马绍尔群岛的居民,就是美军进行核试验的小白鼠,于是在核试验的过场当中,马绍尔群岛上居民陆续开始染病和死亡。

但美军并未就此收手,反而又引爆了一个又一个核弹头,那么就后来的统计数据来看,美军在马绍尔群岛的12年当中,总共引爆了60多枚核弹头,其中有23枚都落在马绍尔群岛附近。

另外在马绍尔群岛的核试验过程当中,发生了一件令美军意外的事情,在1954年3月1月号,美军在引爆核弹头的时候,一艘日本的捕鱼船意外的出现在了200公里以外的海域。

结果日本的福龙丸号受到了核弹的高能辐射,船上的几十名船员都受到了难以承受的伤害。

马绍尔群岛核试验曝光之后,立刻引起了舆论的风暴,人们谴责和抗议美国令人发指的行为,于是在迫于压力的情况下,美国不得不停止核试验并且做出赔偿。

但美国虽然已经离开了,马绍尔群岛却已经回不去了,那里的人们至今仍然遭受这核辐射的伤害,且他们的后代也深受其害......


种植恒星


历史上最恐怖最惊人的实验,恐怕非731部队莫属了吧?

当时,这支部队用活人进行生物武器与化学武器的效果实验。他们被称为“圆木”,在他们身上进行的活体解刨、冷冻、细菌实验,都是在毫无麻醉,并保证对象是清醒的情况下进行的,因为日本人觉得麻醉了会影响试验准确性。

他们实验每一个都让人头皮发麻:人体鼠疫实验、活体冻伤试验、无麻醉拔牙、人与马血互换、胎儿活体解剖、人畜杂交、人体四肢互换等。每一个实验对象都是在经历巨大的痛苦和恐惧之后死亡的。

很难想象,人类会做出如此禽兽的行为。


马绍尔氢弹试验

广岛长崎核弹袭击事件大家都知道,但是1954年3月1日,美国在马绍尔群岛的氢弹试验,却很少有人了解。

在这里被引爆的是世界上第一枚氢弹:迈克。它比广岛原子弹强500倍,在爆炸瞬间,处在核爆中心的两座无人岛便从地图上消失了。

更恐怖的还在后面,氢弹爆炸后,海风裹挟着放射性物质,覆盖了马绍尔群岛,但美国人并没有把这个恐怖的消息告知哪里的人们,他们成了美国人的小白鼠。

试验后,岛上下起了带有强烈核辐射的“雪”,很多孩子出于童心玩耍后,很快就夭折。还有更多的人死于癌症、白血病等,更可怕的还有后遗症和畸形儿。

试验后,据传人们看到了一种类似蜥蜴的巨大生物,后来的电影《哥斯拉》就是由此而来的。


双头狗实验

1959年,苏联策划了一项震惊世界的实验:“换头术”他们的实验对象是狗。

实验的执行人是苏联科学家弗拉基米尔·德米科霍夫,他将一直小狗的头部和前驱部分移植到一条成年德国牧羊犬的脖子上。

实验的结果可以说是成功的,“双头狗”活了4天,随后死掉。

随后,他又利用不同动物进行了20多次实验,而更加震惊的是,德米科霍夫在此之后又重新实施了实验,利用不同的动物,次数多达20多次!其中生命力最强的一只“双头狗”存活了1个月。看完这些实验,真让人感慨:

地狱空荡荡,恶魔在人间!


科学重口味


除了双缝干涉实验,还有哪些惊人的实验?

其实人类历史上有很多匪夷所思的实验,我指的就是给学者们的震撼很大的实验。我们可以简单列举几个。

首先,最早人们都认为重的物体和轻的物体从同一高度同时释放,这时候重的物体应该先落地。这是一个日常生活就能见到的场景,而且大哲学家亚里士多德也是这么认为的。

不过,随着现代科学的出现,控制变量法的思维方式,就让伽利略发现这件事情并没有想象得的那么简单。传说他在比萨斜塔做了实验,否定了亚里士多德观点。后来,类似的实验其实做了很多次,甚至是宇航员上太空都会做这类实验。

阿波罗15号的宇航员大卫·兰道夫·斯科特就做过类似的实验,把重量不同的锤子和羽毛在同一高度上,同时释放,结果同时着地。

自定义封面

除了自由落体实验,还有赫兹的验证电磁波的实验。

麦克斯韦在法拉第的成就之上,总结出了麦克斯韦方程,统一了“电”和“磁”。并且预言存在一种看不见,摸不到的电磁波(除了可见光波段)。他还预言光就是电磁波中的一种。

后来,赫兹开始着手去做相关的实验。

他设计了一个电路,通过电路可以让两个金属球之间周期性发出电火花。按照麦克斯的语言,只要有电火花出现,就会有电磁笔发出。于是,只要在设计一个接受器。他设计了一个带缺口的金属环状线圈,作为接收电磁波的装置。

果不其然,发射电路已出现电火花,金属环状线圈的缺口处也会出现电火花,这说明确实存在电磁波,并且在空间中实现了传递。

而我们现在的无线电通信就是建立在赫兹的实验之后,改进发射装置和接收装置进而实现的。说白了,我们现在能玩电脑,用手机都和赫兹的实验是分不开的。


钟铭聊科学


答:我来说几个科学家亲身实验的例子,让大家看看科学家到底有多疯狂。


一、牛顿针刺眼睛

牛顿是光学奠基人,经典物理学鼻祖,微积分发明人等等,拥有一系列超牛的头衔。

据记载,牛顿发现太阳光在三棱镜下会分解为七色光后,为了验证他的理论,他用一根编织衣物的针,深深扎入眼球和眼骨之间,然后用力挤压眼球,测试眼球在变形的情况下,看到的颜色会如何变化。

这一错误操作简直就是丧心病狂,要是弄得眼球感染,以那时候的医疗水平,估计眼睛就废了,还好最后安然无恙。


二、拉瓦锡断头实验

拉瓦锡被誉为“现代化学之父”,提出了化学反应中的质量守恒定律,首次提出了化学元素的概念,是一位为科学事业不顾一切的人。

然而,拉瓦锡生活在法国大革命期间,因为政治原因在1794年5月8日被送上断头台。

据说拉瓦锡在断头前和侩子手约定,当他要被砍头时,会尽可能的眨眼,然后侩子手以此确定被砍头后,人是否还有意识,结果拉瓦锡被砍头后一共眨了11次眼。


三、吞下幽门螺杆菌

上世纪八十年代以前,医学界普遍认为胃炎和胃溃疡,是因为饮食习惯不良,造成的胃酸分泌过多,医师都是给减少胃酸的药物。

然而澳大利亚医师巴里·马歇尔,在1979年意外地从胃炎患者的胃粘膜组织上,观察到一种奇怪的细菌,既幽门螺杆菌,他分析了数百位患者的胃液样品,确定该细菌和胃炎胃溃疡有关。


经过多次实验后,终于在1982年4月分离培养出了幽门螺杆菌菌株,为了验证他的理论,他和同事罗宾·沃伦吞下了含有幽门螺杆菌菌株的培养液。

结果就是两人大病一场,从而证实了这种细菌,就是导致胃炎和胃溃疡的罪魁祸首,巴里·马歇尔和罗宾·沃伦也因此,共同获得2005年诺贝尔生理学或医学奖。


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艾伯史密斯


要回答这个问题,首先得知道双缝干涉实验究竟有何惊人之处?

许多回答这个问题的博主,把残忍无道的实验,比如731部队的人体实验,也算成惊人实验,但这和双缝干涉实验又有什么关系呢?它们只能算残忍的实验,算不上什么惊人的实验,只是让人吓破胆的实验,违背了基本的伦理道德,实验者都应该被审判枪毙。


双缝干涉实验之所以惊人,是因为它否定了人们的常识,奠定了光的波动性,颠覆了传统认知,光是一种细微的颗粒,这才是它惊人之处。当然,曾经惊人的实验,现在已经习以为常也是常态,但人类的认知也因此发生了重大的变化。


让我们说一个奠定现代物理学根基的惊人实验吧,是它把物理学变成了一门科学,同时推翻了人们的常识,直到今天为止,许多人还没有意识到自己的常识是错误的呢,即便在学校里反复灌输,但真正能够领会到该实验惊人之处的人依然不够多。


比萨斜塔实验:重的和轻的落得一样快

图示:比萨斜塔实验又被称为伽利略自由落体实验。


1590年,据说伽利略将重量差异显著达十倍之多的两个铁球同时从高塔上放下,结果两者几乎同时落地,大大出乎当时人的预料,从而奠定了伽利略大科学家的名声,也让物理学真正成为一门科学。毕竟这个实验和流传近两千年的亚里士多德的说法不一致,也和人们的日常直觉相悖,在日常直觉中,石头落得快,树叶落得慢。所以人们得到一个常识,重的落得快轻的落得慢。直到今天为止,许多人依然是这样认为的,除非他们上过物理学这门课,否则很难通过简单的观察和思考,能领悟到落得快还是慢,其实和轻重无关,而是和别的因素有关,轻或者重都是表象罢了。


实际上,同一张纸或同一片树叶,因为形状的不同下落速度都大有差异,展开的纸或树叶落得慢,而揉成一团的纸或叶子落得快。在地球上,影响物体下落速度的不是其重量,而是其形状,这是因为地球上有大气,形状不同受到的

空气阻力不同,造成了人们观察的误区,将重量和形状混淆,产生了这种常识性错误。而空气阻力和形状相关,而和重量无关。因此,带上降落伞明明变得更重的人,比没带降落伞的人落得慢多了。而现代工程师在设计飞机和高速火车的形状时也必须考虑到空气的摩擦阻力。

图示:高铁火车头部的形状不是为了好看,而是为了降低空气的摩擦阻力。如果没有空气摩擦,那么什么形状都行,比如月亮上的高铁。


图示:美国宇航员在月球上验证伽利略自由落体实验


在月球上,由于没有空气阻力,因此铁锤和羽毛同时下落。这两样实验物品现在还在月球上呢。当然,这个验证性实验,与其说是实验,不如说是向开启现代物理学大们的先贤伽利略的致敬。人们早就在地面上,用抽真空的方式验证过保龄球和羽毛同时坠地。

图示:保龄球和羽毛在真空中同时坠落


这才是真正惊人的实验,而不是哪些违背伦理道德,但其实一无所获的实验,它们只是一些打着科学实验的名头,行残忍之事的借口罢了。


科学也可以简单而动人


裸猿的故事


细细揣摩,科学的每一个实验其实都很惊人,因为我们每个人都喜欢打听秘密,而科学为我们揭露宇宙的秘密。

双缝干涉不仅揭露了微粒子的波动性,更揭露了“波粒二象性”的本质。

双缝干涉是描述光的波动性最著名的实验,自从1807年,托马斯·杨把这个观测光波动性的实验告诉全世界后,众多科学家在它的基础上改进,发明了更多的微粒子观测实验。

单电子双缝干涉实验、单光子广角干涉实验、单光子延迟选择实验、量子檫除实验……科学家之所要设计如此之多的双缝干涉变异实验,是因为双缝干涉实验让我们第一次认识到了量子的“波粒二象性”,这种既是粒子又是波的特性,让经典物理学家们难以理解。

对这种现象的解释更是五花八门,有“意识论”认为人的观测意识影响了实验的结果;有“多重世界论”认为我们的世界在面临选择的时候,就会分裂出不同结果的世界……这些惊人的假设惊掉了众人的下巴。

作为量子论的正统解释,哥本哈根学派也只能给出一个“不确定性原理”的结案陈词,而无法说出为什么?似乎世界不允许我们看清其本质。

爱因斯坦绝望地说出了:“上帝不掷骰子”的名言。

(关于双缝干涉解释的细节,可以看我上一篇问答)

有趣的液氦超流现象

关于惊人的实验有很多,我分享一下惊人且有趣的“超流”现象。

“超流”是基于玻色-爱因斯塔凝聚的宏观量子现象,目前也只有在实验室中才能实现。

“超导”大家都知道,“超流”不少人可能会很陌生,我简单解释一下。

所谓的玻色-爱因斯塔凝聚态,就是让一团物质的原子都失去个性,只呈现出一种量子态,这些聚合起来的同一状态的原子,就形成了一种宏观量子现象。

我们最熟悉的激光其实就是玻色-爱因斯坦凝聚态,大量光子处于同一量子态;“超导”也是玻色-爱因斯坦凝聚态的结果,两个电子组成的库珀对在低温下处于同一基态能量级,就形成了超导体。

而氦在实验室温度降低到2.17K,它就会变成一种新液相,就是超流体。内部摩擦力消失,热传导增强100万倍,黏度下降100万倍。

这时拿它做实验就很好玩了,它可以毫不费力的在1飞米直径的管子里自由流淌,而且它的流动不会有任何波纹;



把它倒进杯子中,它会慢慢地沿着杯壁爬上来;



在杯子里查一根管子对它照明,它会从管子里形成喷泉。



这些都是超流体的特殊性质。

结语

超流体有许多惊人的特性,同时它是为数不多在宏观世界得以存在的量子态物质。


想法捕手


双缝衍射实验属于颠覆人们对于微观世界认知的一个实验,除此之外,科学上面还有很多类似的惊人实验,比如前段时间争议很大的婴儿基因编辑实验:



2018年11月26日,南方科技大学副教授贺建奎宣布他们团队经过基因编辑,成功使一方艾滋病抗体阳性的夫妻生下了一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿,该对婴儿经过基因修改后天然具有抗艾滋病病毒的能力。这一事件一经报道,立马在学术界产生大地震,很多科学家直接指出对人类胚胎进行基因编辑有违伦理,甚至属于违法行为。基因编辑对婴儿产生的影响属于不可预估的,万一基因编辑对婴儿的生长发育产生影响,后果不堪设想。而且擅自对人体胚胎进行基因编辑,属于人工筛选生产,如果这项技术被滥用,将会严重干扰人类自然的生产和进化过程,性质十分恶劣和严重。



而近期有关部门也对此事件有了调查结果,判定贺建奎进行基因编辑处于对个人名利的追求,伪造相关手续,违法进行人类胚胎基因编辑实验。

所以有时候科学家为了某种目的,进行的一些实验可谓不择手段。


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