朱清时量子力学朱清时| 从量子力学理解意识的作用

2017-08-03

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文章简介：如果用电子来做实验(如上图),当每次只发射一个电子的时候,这个电子通过双狭缝打到电子屏上,激发出一个小亮点,这是电子的粒子性.但是事先也不知道电子会出现在屏幕上的什么地方,结果多次重复,经过大量的观察发现,这些电子不是完全没有规律的.它有时出现在这里,有时出现在那里,在某些地方出现的可能性要大一些,在另一些地方则小一些.电子的规律就是,它出现频率高的地方,恰好是波动规律所预言的干涉条纹的亮处,而它出现频率低的地方,对应于干涉条纹的暗处.所以,大量的实验证明:电子尽管是粒子,但是其运动像个波,而且

如果用电子来做实验(如上图),当每次只发射一个电子的时候,这个电子通过双狭缝打到电子屏上,激发出一个小亮点,这是电子的粒子性。

但是事先也不知道电子会出现在屏幕上的什么地方,结果多次重复,经过大量的观察发现,这些电子不是完全没有规律的。它有时出现在这里,有时出现在那里,在某些地方出现的可能性要大一些,在另一些地方则小一些。

电子的规律就是,它出现频率高的地方,恰好是波动规律所预言的干涉条纹的亮处,而它出现频率低的地方,对应于干涉条纹的暗处。

所以,大量的实验证明:电子尽管是粒子,但是其运动像个波,而且每个电子必须同时出现在两个小孔。

因为只有同时出现在两个小孔,它才能干涉。就如刚才说的,你没有观察它的时候,电子一定不会取一个确定的状态,它一定是所有状态都要同时存在,这样它才能干涉起来。

这就是量子力学诡异的地方。这个性质,随后有很多很多应用。

刚才说了,电子一定要同时存在于两个可能的状态,电子才能与自己干涉起来。

那么如果我们观察它,比如在两个狭缝处设置探测器,电子会怎么样呢?

电子一被观测,就只出现在一个狭缝上了,干涉条纹立刻消失。这个状态就叫做波函数的坍缩。就是你一观察,电子就在一个确定的地方出现了。那么有些人就想,我观测它出现在确定的地方,它是不是早就出现在这个确定的地方,只不过我们不知道而已?不对,刚才的干涉实验告诉我们,在没有干涉之前,它肯定出现在所有地方。假如, 当我们不观察时,电子真的存在于某个地方,它便只能通过一道狭缝,这就不能解释实验中观测到的干涉条纹。