穿越九九

43. 既是又是

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冀福海反应了一会说:“我觉得吧,按照咱俩接触新知识的水平来说,接受还行,但这输出确实有点欠缺。你说的每个词我都懂,每句话也都懂,但连起来我实在不是了解的很透彻,不过也无所谓了,大体上还是理解了”。

上次聊天还有不少事情没弄清楚,今天又增加了一堆脑洞,冀福海决定找人问问,出现在他脑海里的第一个人便是赵静。然而,很长一段时间,赵静那似乎能够看透一切的眼神却始终让他多少有点不舒服。所以,这次他思来想去决定带甜甜一起去,于是他们相约晚上回家吃饭。赵静依然准备了几个好菜,一家人坐在一起氛围也是相当愉悦,差不多酒过三巡菜过五味之际,冀福海问道:“妈,你学过量子物理么?我有点问题想问问。”

郭甜甜抢答道:“你就没看到你老婆大人在这么?我上大学的时候,量子物理那可是高分。”

“是么?我还不知道呢。”冀福海笑了笑说:“那你能说说什么是波粒二象性吗?主要是举例,我可不是你们专业出身,一堆拗口的词汇我可听不懂。”

郭甜甜笑着说:“没问题,给你讲个经典实验,用来说明这个最恰当不过了,那就是双缝干涉实验。听过没有?”看着冀福海摇了摇头,郭甜甜接着说道:“我们在桌子左边放一个激光灯,中间放一块隔板,隔板上面开两条细长的缝,桌子右边放一块荧光屏,每当有光子打在上面的时候,就会发光用于记录光子打在上面的位置。我问你,当我打开这个激光灯照射中间隔板的细缝的时候,你说后面荧光屏上会显示什么?”

“当然是两条竖线喽?”冀福海回答说。

“哈哈,傻子,不是这样的!”郭甜甜开心的说道:“荧光屏上显示的是明暗相间的一排斑马条纹。”

“怎么可能,中间就两条缝,怎么会照过去斑马线。妈,真的是这样的吗?”冀福海转头看向赵静。

赵静回答说:“是的,当然这条缝要足够细。”

郭甜甜假装愠怒道:“怎么滴?不相信你老婆大人所说?”

冀福海说:“哪有,只是这太反直觉了,这光照过去,两条缝对面不应该是两条亮光吗?怎么会产生斑马线条纹?”

赵静回答说:“你可以想象一下,如果你把中间有两条缝的隔板放在鱼缸中间,你在左侧丢下一块石子,当石子溅起的水波通过这两条缝以后,右边会发生什么?”

冀福海脑补了一下在鱼缸里会发生的事情,然后说:“会发生互相干涉,形成多条波纹向前推开”

赵静回答说:“对!光也是这样的,这叫光的衍射现象。这个实验从表面上来看,说明了光是一种波。可……”

“妈,现在是我在演讲,你不要抢答。”郭甜甜插话说道。

“好好好,那你继续吧。”赵静笑着说。

“现在实验继续。”郭甜甜开心的说道:“我们现在把左边的激光灯换成能够发射单个光子的仪器,不再连续发光了,改成一个一个光子去照射,每当一个光子打在后面显示屏上,再去发射下一个光子。当连续发射一定数量的光子后,你猜显示屏上会显示什么?”

冀福海沉思了一下,说道:“应该是两条缝,如果单个光子发射,它要不穿过左边的缝、要不穿过右边的缝,打到显示屏上不就是两条缝吗?又不是很多光子一起发射,不会产生衍射现象。”

“错!”郭甜甜笑得更开心了,说道:“还是斑马条纹,这说明单个光子依然会发射干涉现象,这说明它既穿过了左边的缝、又穿过了右边的缝。”

“可拉倒吧,你进门不是先迈左脚就是先迈右脚,要不你跳进来,咋地还能既是左脚又是右脚。”冀福海很自信的说,可他说完看到赵静没有搭腔,便觉得可能自己真的错了,但这种既是又是的反直觉现象着实让他纳闷。

郭甜甜:“这是真的,单个光子发射,说明它是粒子吧?但依然发生了干涉,说明它是波吧?这就是你问的波粒二象性。在你没有检测或者观测之前,它就是波和粒子的叠加态,直到你采取检测手段,它就会从既是又是的概率坍缩成一个既定的现实。这都不是重要的,这个实验还有升级版,你想不想知道?”

冀福海点了点头,他的好奇心完全被勾了起来,说:“想,说说!”

郭甜甜则一脸的开心和自豪,接着讲道:“还是刚才的发射实验,我们在中间隔板处架起一台摄像机,把光子通过双缝的过程给拍下来。看看它到底是怎么通过双缝的,你猜这时后面显示屏上显示什么?”

“还是斑马线呗!”冀福海想了想,无非就是拍摄了一下过程,结果还不是一样吗?

郭甜甜说:“还是错!海哥,你已经连续选错3次了哦,这时显示屏显示的是两条缝,这就是我刚才讲的只要你观测了,它既是波又是粒子的概率叠加态就坍缩成事实了。因此它将不会发生衍射现象,这时候你查看摄像机录像就会发现,光子不是穿过左边就是右边,它不会把既是又是展现在你摄像机眼前的。”

“还真是难以相信!”冀福海感叹的说道。

“还有升级升级版,你想知道么?这次可一定要猜对喽?”郭甜甜再次问冀福海。

“一定,你继续。”冀福海说。

郭甜甜问:“我们把摄像机从挡板前移走,移到挡板之后屏幕之前然后把它给关了,这时对准后面的屏幕,开始发射光子,当光子通过中间挡板以后,我们再打开摄像机,看它是如何打在屏幕上的,你猜这时候屏幕上会发生什么?这也叫双缝干涉延迟选择实验。”

冀福海想了想,说:“还是斑马线条纹,毕竟当摄像机开机的时候,光子已经穿过了隔板,干涉已经形成了,总不会说你后面的行动结果会导致前面的原因改变吧?”

“哈哈哈!妈,海哥他四连错了。”郭甜甜笑着说:“还是两条线。光子在未观测的情况下处于‘多种可能性并存’的叠加态,以50%的概率同时通过了左缝和右缝,形成干涉条纹。当我们开始观测,也就是装上摄像头以后,无论在哪个位置进行观测、哪个时间点进行观测,光子都只能处于一个态,不能同时穿过双缝了,所以干涉条纹就消失了,这叫哥本哈根解释。还有更加更加神奇的升级升级再升级版,你要不要猜一猜?”

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