光子 光子三个新特性被发现,引起物理学界一片哗然( 二 )


于是,哥本哈根派的学者们争相研究,都想弄清楚光子的这种奇异特性。于是态叠加原理,不确定性原理,薛定谔的猫,波函数坍缩,纷纷登场。
哥本哈根的解释是这样的:
光子在未被观察测量时,穿过两个狭缝的状态处于叠加态,即两个狭缝都有50%的概率被光子穿过,所以在屏幕上可以观察到干涉条纹。但是,一旦被观测了,光子的叠加态就消失了,即其波函数坍缩成了一种确定的状态,所以屏幕上只能看到杂乱无章的光子点。
可是,哥本哈根派的解释太笼统应付了,避开了主要的现象——为什么一观察光子的行为,就会导致叠加态消失,波函数坍缩呢?知其然不知其所以然,这怎么行呢?于是有研究者另辟新径,想从光子本身出发看能不能发现什么隐藏的端倪。
没过多久,光子的一种新特性——光子的隐秘特性——便被提了出来。持此观点的研究者们给出的解释是:
光子的实际传播路径遵循的是“整体队形法则”。每个光子在传播过程中都极力维持队形的完整性,即使个别光子在传播过程中不慎被障碍物吸收掉了,其余光子也会立马改变原先的传播方式,调整自己的行为规则,从而维持原先队形的不变性。正因此,我们才能看到光在传播过程中呈现出来的波动特性。但是,每个光子的具体传播行为却是隐秘的,即不容被窥视或探测,否则一旦一个光子的隐秘行为被观测窥视了,其余光子会为了替一个成员守秘而全部打乱“整体队形”(不得不承认,它们是宇宙中最有集体意识的一族)。
光子B:兄弟们,注意了,有人正在探测我的行为方式。
光子C:什么?还有人对我们单个光子感兴趣?
光子D:人类越来越聪明了,我们还是小心为妙。
光子A:老四说得没错,我们的行为方式是不能被探测到的,否则就是对宇宙失职。弟兄们,听我号令,无规则队伍变形启动!
众光子立马从有规则的队形变成了一盘散沙。
03
光子的预测性。
我们仍然以单粒子双缝干涉实验中所遇到的奇异现象来探讨分析。
当科学家发现,观察者的意识很可能是影响干涉条纹消失的原因时,便又想到了一种新的探测法。
既然对光子行为路径进行观察时,人的思想意识可能会影响到光子的路径选择,那么用没有意识的物体来记录探测不就可以了吗?于是,科学家想出了一个招,把一个记录仪放到双缝附近专门用来记录光子的路径选择。可是,令科学家困惑的是,即使是无思想意识的记录仪对光子进行观察,也会影响到屏幕干涉条纹的消失。这又是怎么回事呢?
有研究者给出的解释是,是记录仪装置本身发出的电磁场干扰了整个实验系统,才会导致光子退相干的发生。
既然如此,那就换个干扰可以忽略不计的记录方式不就行了吗?可是,无论科学家采取什么记录方式,哪怕在离实验设置很远的地方观察,仍然会影响到实验本身,导致屏幕无法形成干涉条纹。但是,只要不对光子进行观测,屏幕上就会形成干涉条纹。
难道光子能够预测人的意图?
于是,便有研究者推测出了光子的第三种新特性——光子的预测性。
对于放记录仪或者其他干扰影响可以忽略不计的记录设备仍然会导致干涉条纹无法形成的原因,研究者是这样解释的:
光子|光子三个新特性被发现,引起物理学界一片哗然】因为光子具有“无时特性”,所以时间对光子形如虚设,光子可以在过去,现在,未来之间任意穿梭,而且时间为0。也就是说,单个光子不但每时每刻能出现在宇宙的任何地方,也可以出现在任何时间。正因为光子可以出现在无论过去,现在,还是未来的任意时间点,所以对于光子来说,等于是可以提前预测未来即将发生的事件。也就是说,光子已经预测到了人会从记录下来的光子行为路径去观察研究,这与实际双眼直接盯着光子看会选择哪一个狭缝本质上并没有什么区别。所以,根据光子的“隐秘特性”,当然不会让人真正观察到它们的行为方式,也就不可能看到屏幕上的干涉条纹。

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