从隔壁的封建迷信贴想到双缝干涉实验

双缝干涉实验最早由托马斯·杨于18世纪初提出。一束单色光，穿过两条平行的狭窄双缝，会在光屏上投射出明暗相间的干涉条纹，这就是双缝干涉实验。 该实验起初仅仅证明了光具有波动性，可在之后却颠覆了人们对世界的原有认知。理查德·费曼曾说：双缝干涉实验是量子力学的核心实验，就是因为双缝干涉实验能够展现量子力学的奥秘。 关于双缝干涉实验，得从光的粒子说和波动说这两个理论的争议说起。 牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一，他不仅发现了光的色散，还提出微粒说，认为光是由一个一个的微小粒子组成的。而在同时代，惠更斯认为光是一种波。直到1807年，托马斯·杨通过双缝试验发现了光的干涉现象，证明光是一种波而非粒子，光的波动说成为正统，光的微粒说渐趋式微。 如果光是由粒子构成的，这些粒子穿过双缝后，只会在光屏上形成两条亮纹。 可实验结果并非如此，而是得到了干涉条纹。 这说明光是一种波，因为只有波才会发生干涉和衍射现象。 到了20世纪初，为了解释光电效应，爱因斯坦重拾光微粒说，并在普朗克能量子的启发下提出了光量子，成功解释了光电效应，并获得了诺贝尔物理学奖。 这让科学家们产生了疑惑，难道双缝干涉实验中光所呈现出的波动性其实是大量光子相互作用的结果？ 为此，科学家们把光子一个一个的释放出来，让它们逐个穿过双缝，竟然也形成了干涉条纹。光子竟然能够自己与自己发生干涉，光子似乎能够一分为二，同时穿过两条缝隙，这真是匪夷所思。可见，单个光子也具有波动性。科学家们把双缝实验中的光子换成电子，也得到了干涉条纹。 其实，光既具有粒子性又具有波动性，这种现象叫做波粒二象性。德布罗意还大胆地提出了物质波，认为一切粒子都具有波动性。 为了弄清楚干涉实验中光子究竟是如何通过缝隙的，科学家们装了一个探测器，用来观测光子究竟是从哪个缝过去的。虽然知道光子穿过了哪条缝，可神奇的一幕出现，干涉条纹竟然消失了。如果我们不观测，干涉条纹又神奇的恢复了。这说明人的观测行为竟然能够影响实验结果。 难道光子有意识，又或者真像科幻小说《三体》中描述的那样，有某种未知的东西在监视我们的实验？一些人就此认为人的意识可以左右实验结果，从而用来佐证唯心论。 本着唯物主义的态度，对此，量子力学给出的解释是测量会导致波函数坍塌。只要被观察，光就会随机坍塌为粒子态，干涉现象也就消失了。微观粒子并不像宏观世界中的物体那样具有确切的位置，而是处于一种概率分布的状态，我们只能知道它出现在某个位置的概率，比如核外电子的分布。要想知道粒子的确切位置，就必须进行测量。 这种现象是不确定性原理和互补原理的体现。一个粒子的位置和动量不可能同时精确，这种不确定性并不是测量导致的，而是物质的内禀属性。根据互补原理，光虽同时具有粒子性和波动性，但波动性与粒子性又是互斥的，不会在同一次测量中出现。 一只猫被装在一个封闭的盒子里，然后一个衰变装置连着毒药瓶，衰变是随机的，打开盒子之前这只猫处于非生即死的叠加态，这就是薛定谔的猫。猫究竟是生是死，只有打开盒子那一瞬间才知道。这只猫就好比双缝干涉实验中的光子，在未测量光子的路径信息前，光子同时穿过两条缝，一经测量叠加态就会塌缩，光子的路径也就变得唯一和确定。同理，当你打开盒子，猫的生死才会表现出来，并且结果是随机的。为了解决这一问题，甚至还出现了平行宇宙的概念。 更让人匪夷所思的是双缝干涉实验的衍生版本——延迟选择实验和量子擦除实验，在这两个实验中，似乎现在的行为能够改变过去，这将导致因果律被破坏。这些现象还没有得到完美的解释。

经典哥本哈根解释不需要平行宇宙。
另外通常说的平行宇宙不是指这个，是为了解决 string theory 的困难，以及 dark matter / dark energy。
其实看些正规的物理学宇宙论科普 documentary 比啥都强。话糙理不糙。

把光子一个一个释放出来，单个的观测， 再把70，000个观测结果叠加起来，最后也不能产生干涉吗？

把光子一个一个释放出来，单个的观测， 再把70，000个观测结果叠加起来，最后也不能产生干涉吗？
NataliePortman 发表于 2020-11-27 22:39

这个就是哥本哈根解释，几率波。

只有一个解释：我们的世界是虚拟的。

意识能量波

我们的世界本来就是虚拟的。已经有许多当代的smartest minds都有这个共识了。还有许多迷信科学的人其实本身就忘记了科学的认知本身也是发展的，现在用已知的科学理论解释不了的东西不代表以后也解释不了，现在的理论解释不了的东西也不代表不存在。

炒股也是这样

只有一个解释：我们的世界是虚拟的。
mindstorm 发表于 2020-11-27 23:24

Re，我们只是梦境的其中一层。如Matrix 一样进入母体也依然在虚拟世界

经典哥本哈根解释不需要平行宇宙。
另外通常说的平行宇宙不是指这个，是为了解决 string theory 的困难，以及 dark matter / dark energy。
其实看些正规的物理学宇宙论科普 documentary 比啥都强。话糙理不糙。
tidewater 发表于 2020-11-27 22:37

求推荐documentary。。

四维空间里，事件发生的顺序，也会受观测者的时间流速影响吗

我觉得当年学了（其实是草草看了)这些理论后，当时我比较震撼的是共时性（synchronicity）的概念。这个概念能够颠覆传统的因果论。
进一步发散思维，人类也许是宇宙里存在的某种波某种能量的体现（例如不同人的性格）

意识决定物质。最后就是唯识

经典哥本哈根解释不需要平行宇宙。
另外通常说的平行宇宙不是指这个，是为了解决 string theory 的困难，以及 dark matter / dark energy。
其实看些正规的物理学宇宙论科普 documentary 比啥都强。话糙理不糙。
tidewater 发表于 2020-11-27 22:37

multiverse多宇宙解释和parallel universe平行宇宙不一样。
多宇宙解释是为了把观察者从量子机制解释里去除。
哥本哈根解释的困境是观察导致坍缩，就出现了意识决定客观的哲学困境。

把光子一个一个释放出来，单个的观测， 再把70，000个观测结果叠加起来，最后也不能产生干涉吗？
NataliePortman 发表于 2020-11-27 22:39

单光子干涉实验
https://www.scimall.org.cn/article/detail?id=1506849

把光子一个一个释放出来，单个的观测， 再把70，000个观测结果叠加起来，最后也不能产生干涉吗？
NataliePortman 发表于 2020-11-27 22:39

光子，电子，质子，这种单粒子双缝试验，都有干涉pattern，就是波粒二象性/物质波的证明。

ls两位，我问题里的观测指的是观测单个光子是通过左边还是右边的缝。
哥本哈根派的解释是，量子同时穿过两条狭缝，不观测，它就是波（产生干涉）， 一观测，它的量子态就坍缩了，成粒子（不产生干涉）。 那么，为什么观测会导致坍缩？我对这个实验的不理解之处还有，单个的光子是怎么定义和操作的？观测仪器本身会作用于光子，影响它的波粒性吗？还有后来的量子延迟擦除实验，穿过缝隙之前都不观测，那通过缝隙的时候量子就应该是波，为什么观测了又变成粒子了？后发生的观测与否为什么能影响已发生的量子是否同时穿过双缝？
如果用mwi解释的话，为什么不观测，两个分裂的宇宙（一个宇宙里的光子通过了左边的缝，另一个宇宙里的光子通过了右边的缝）里的光子还能互相作用产生干涉，一观测这两个宇宙的光子就不能互相作用产生干涉了？

I guess when people understand dark energy and dark matter much better, some or many current theories would have to be revised.
Transmitting of light would probably one of them. Just a guess!
我想，当人们更好地理解暗能量和暗物质时，一些或许多当前的理论将不得不进行修改。
透光可能是其中之一。 只是一个猜测！

ls两位，我问题里的观测指的是观测单个光子是通过左边还是右边的缝。
哥本哈根派的解释是，量子同时穿过两条狭缝，不观测，它就是波（产生干涉）， 一观测，它的量子态就坍缩了，成粒子（不产生干涉）。 那么，为什么观测会导致坍缩？我对这个实验的不理解之处还有，单个的光子是怎么定义和操作的？观测仪器本身会作用于光子，影响它的波粒性吗？还有后来的量子延迟擦除实验，穿过缝隙之前都不观测，那通过缝隙的时候量子就应该是波，为什么观测了又变成粒子了？后发生的观测与否为什么能影响已发生的量子是否同时穿过双缝？
如果用mwi解释的话，为什么不观测，两个分裂的宇宙（一个宇宙里的光子通过了左边的缝，另一个宇宙里的光子通过了右边的缝）里的光子还能互相作用产生干涉，一观测这两个宇宙的光子就不能互相作用产生干涉了？

NataliePortman 发表于 2020-11-28 01:56

不是很懂，不过你的问题我查过一些。 单个电子/光子：可以使用特殊仪器制造出单个粒子。以前仪器不够先进的时候，并不能真的确定是一个或多个粒子，但是理论上假定就是一个粒子。后来仪器越来越先进，可以完全确定是单个粒子。 观察仪器：这个不清楚。 量子延迟擦除实验：目前还属于“思想实验”，就是说并没有真的做出来。

I guess when people understand dark energy and dark matter much better, some or many current theories would have to be revised.
Transmitting of light would probably one of them. Just a guess!
我想，当人们更好地理解暗能量和暗物质时，一些或许多当前的理论将不得不进行修改。
透光可能是其中之一。 只是一个猜测！
EvenOdd 发表于 2020-11-28 02:48

那天听人说，全息宇宙理论可以在数学上解释现有宇宙，不需要打暗物质和暗能量的补丁。
系统提示：若遇到视频无法播放请点击下方链接
https://www.youtube.com/embed/tHaQHVFe0ns

I guess when people understand dark energy and dark matter much better, some or many current theories would have to be revised.
Transmitting of light would probably one of them. Just a guess!
我想，当人们更好地理解暗能量和暗物质时，一些或许多当前的理论将不得不进行修改。
透光可能是其中之一。 只是一个猜测！
EvenOdd 发表于 2020-11-28 02:48

I am quite curious why/how people are able to see from afar Fireflies that should have tiny energy for transmitting light for so long time!? 我很好奇为什么人们能够/如何从远处看到萤火虫，它们应该具有微弱的能量来长时间发光！
Q https://www.scientificamerican.com/article/how-and-why-do-fireflies/
Fireflies in Osaka, Japan. Credit: Asahi Shimbun Getty Images Fireflies produce a chemical reaction inside their bodies that allows them to light up. This type of light production is called bioluminescence. UQ

Q “这意味着您可以站在一片如此黑暗的森林中，一秒钟内看不到您的手，然后您将被闪烁的灯光包围，然后又陷入黑暗之中，”马丁森说。 “这是我见过的最惊人的自然展示之一。” “This means that you can be standing in a forest so dark you cannot see your hand in front of your face one second and then you will be surrounded by flashing lights, only to be plunged back into darkness,” Martinson says. “It is one of the most amazing displays of nature that I have ever seen.”

September 19, 2017
“Fireflies are such amazing creatures,” says Rochester biologist Amanda Larracuente. “This is a group of organisms that is biomedically important because of the enzyme that produces their characteristic flashes of light. … Plus, they are one of those iconic species that everyone can recognize and that are really special to a lot of people.” (University of Rochester photo / J. Adam Fenster)
By mapping the firefly genome, the researchers gained more insight into the genes involved in the chemical reaction that produces the characteristic flashes of light. Understanding bioluminescence has potential biomedical applications for humans in areas such as noninvasively imaging the progression of cancer in the body. (University photo / J. Adam Fenster)
A composite of multiple exposures of fireflies, including Father Mac’s firefly (Photinus macdermotti), Big Dipper firefly (Photinus pyralis), and Chinese Lantern firefly (Photuris versicolor-complex) pictured along Tionesta Creek in Pennsylvania. Biologists from the University of Rochester traveled here this summer to study firefly populations and other flora and fauna. (University of Rochester photo / J. Adam Fenster)
UQ

Q 10 Awesome Land Creatures That Can Glow
https://lifescienceexplore.wordpress.com/2013/12/31/10-awesome-land-creatures-that-can-glow/
1. Glittering Glowworms: A fatal attraction
Image: Opticoverload via photopin cc
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3. Flashy Fungus
Glowing mushrooms (species not identified) Image: Smoken Mirror via photopin cc
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4. Toxic Glow-in-the-Dark Millipedes Image: edenpictures via photopin cc UQ