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“双缝干涉实验最初用来验证光子的波动性,但量子力学最好严谨一点,用电子来做实验。”
“我们在这里放两个很小的狭缝a和b,在狭缝前连续放出电子,或者只放出两个电子。它们会穿过狭缝a和b,因为电子具有波动性,而波具有干涉性质,此时两个电子波发生干涉……”
干涉现象就会出现在屏幕上,此时人们可以观测到干涉条纹图,由此确定粒子的波动性。
接下来只放出一个电子。
按照正常逻辑,该电子要么只通过狭缝a,要么通过狭缝b,此时只有一个波长,不会发生干涉,人们在屏幕上应该观察不到干涉条纹图。
然而意外来了。
人们在屏幕上观察到了电子的干涉条纹!
换句话说,这个电子发生了自我干涉!
自我干涉的概念即量子力学中的叠加态,用最熟悉的一个例子就是薛定谔的猫。
箱子没有打开之前,里面的猫可能是生、也可能是死,即两种状态的叠加,就是量子力学的叠加态。
既然发现叠加态,人们自然想知道电子到底如何发生自我干涉,什么时间、什么规律,过程是什么样的,想知道答案就得观测。
就像人们想知道薛定谔的猫是生是死就得观测,观测才知道结果。
于是重新第三次的双缝干涉实验,但是在狭缝处安装一个探测器。
原本以为会观测到电子自我干涉的过程,结果没有产生干涉条纹——
简直是诡异至极的实验结果!
没有测量,电子发生自我干涉。
人为测量,电子老实变成光束。
底下学生一脸懵,已经完全听不懂朱教授在说什么,但盛明安却完全跟上朱教授的思路,事实上他刚才就被震撼过了。
但再听一次,盛明安还是感觉头皮发麻。
“我再简单点来说,两个电子穿过两个门会发生干涉现象。照常理来说,一个电子只穿过一个门不可能会发生干涉现象,但是它偏偏发生了干涉现象。”
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