因果律是錯誤的?來看幾個量子實驗

先來說說什麼是雙縫干涉實驗

1807年,托馬斯·楊總結出版了他的《自然哲學講義》,裡面綜合整理了他在光學方面的工作,並在裡面第一次描述了雙縫實驗:把一支蠟燭放在一張開了一個小孔的紙前面,這樣就形成了一個點光源(從一個點發出的光源)。現在在紙後面再放一張紙,不同的是第二張紙上開了兩道平行的狹縫。從小孔中射出的光穿過兩道狹縫投到屏幕上,就會形成一系列明、暗交替的條紋,這就是現在眾人皆知的雙縫干涉條紋。

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那再來通俗解釋一下量子雙縫干涉實驗:一顆電子通過了夾縫,在屏幕上出現的位置並非夾縫的直線投影,而是偏折了一個角度。累積很多電子的話,會產生干擾條紋,這些電子好像分身似地同時通過了兩道夾縫併產生干涉現象。但,假如我們在每條夾縫中各安裝了探測器,電子又變得只會選擇其中一道夾縫通過,不會出現干涉現象。

這個解釋不夠通俗的話,再給大家這樣介紹。在宏觀世界中,以玻璃球為例。我們讓玻璃球射過開了一道縫的擋板,大家知道,玻璃球會在後牆留下的痕跡,是一條線。射過開了兩條縫隙的擋板,在後牆也是兩條線。如下圖。

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當把玻璃球換成水波的時候,開一條縫,在後牆上也會出現一條線。開了兩條縫的,就會出現干涉條紋。如下圖。

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通過兩條縫隙時候,後牆上出現干涉條紋。如下圖。科學家在想,這麼小的電子是如何出現干涉條紋的。他們設計了單電子干涉實驗。讓一個電子通過一條縫隙,後牆也只出現一條線。可是讓人奇怪的是,當開了兩條縫隙時候,竟然出現了干涉條紋現象。這該怎麼解釋呢?如下圖。

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更讓人不解的是,當用攝像機試圖看著電子的時候,干涉條紋竟然消失了。不看的時候,干涉條紋又出現了。 觀測竟然也能影響電子行為? 它知道我們在看它?

好,如果你明白了雙縫干涉實驗,那我們再來說說延遲選擇實驗。

延遲選擇實驗,就是當年眾多的理想實驗中,幫助大家最終接受上面這一大段論斷的實驗之一。等效到雙縫干涉上來說,延遲選擇實驗就相當於在兩條縫上都分別裝上粒子探測器。打開探測器開關,我們就能夠知道某個粒子究竟是從哪個狹縫中過來的;關掉探測器開關,我們就不能知道粒子的來源。首先我們發現,打開探測器開關,我們得到的是兩個單縫衍射條紋;而關閉探測器,我們得到的是雙縫干涉條紋,這個結果就是薛定諤貓想要說明的東西。進一步我們發現,即便粒子已經通過了狹縫,如果我們這時撥動探測器開關,條紋仍然會發生相應變化,然而依照經典理論,不論粒子在雙縫處發生了什麼,當粒子通過雙縫之後都不應該再被雙縫所幹擾了;這個結果就好像雙縫的影響被「延遲」到粒子運動到屏幕的那一刻才體現出來,所以叫做延遲選擇實驗。

恐怖的問題來了,為什麼粒子明明已經通過了夾縫,我們再去改變探測器開關,條紋為什麼還會發生變化,難道現在的變化改變了過去發生的事情,因果律崩塌了?

解釋一:一切都是你現在創造出來的,包括時間、空間與萬物。量子力學的核心實驗是波粒二象性。

解釋二:所有在不同時間發生的事件就如同是在同一時間發生著的那樣發生著,一切皆是因果。

解釋釋三:過去沒有發生,只有在你意識到它的時候,才瞬間創造出了它的歷史。

這不僅僅想問:我們看到的世界,只是高等級的生命給到我們想看的?

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