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双缝干涉实验的思考

已有 2736 次阅读 2023-2-9 14:41 |系统分类:观点评述

2022年11月29日

双缝干涉实验中,观察者通过观察能确定光子通过哪个狭缝时,在检测荧幕上最终呈现粒子性的双条纹,而观察者无法通过观察确定光子通过哪个狭缝时,在检测荧幕上它最终呈现波动性的干涉条纹,这是多么古怪的一个事实。但还有更古怪的,就是双缝干涉的延迟选择实验,即在光通过了双缝没有到达检测荧幕前,才决定观察者是否介入实验中,以确定光子通过哪个狭缝,实验的结果令人诧异的地方是,观察者的介入虽然是延迟的,但检测荧幕上条纹仍然受观察者是否观察的影响,即观察者的存在与否仍然会影响粒子性双线条纹或波动性干涉条纹的形成,即光子通过狭缝后,其粒子性或波动性的特征仍然会在到达最终检测屏幕前,因观察者的存在而改变既有的历史选择,从而在时间维度上破坏因果性逻辑,这就是该实验得出“观察意识会影响实验结果”的某种不得不接受的认识。

但是,这种观察意识影响实验的认识是对物理世界基本认知规律的巨大冲击,我更愿意相信、或者在很长一段时间内相信,是我们对实验的认识不全面,我们的思想受到了既有常识的局限,而没有看到更朴素意义上的规律,没有破除既有认识的囚笼。首先,为什么这种对应性不是相反的?即有观察者时它呈现波动性,无观察者它呈现粒子性。其次,为什么是粒子性和波动性,而不是什么其他的性质?如自旋或者频率,还是满足某种无关性约束的其他属性或特征。再有,这些性质既然与观察者的存在相关联,一种直观说法是性质与意识的存在相关,那么如果观察者是一只狗、一条虫、一盆花,波粒二象性是否仍然会表现出这种选择性,如果放一块石头呢?人真的这么独特吗?最后,既然这种规律已经为人所认识,那说明观测意识的存在性是与光表现出粒子性或者波动性有明确的关联关系,那么这种关系是否在非双缝干涉的场景下同样起作用,如自由空间传输的光是因为人的观察才表现为粒子性,而没有观察者时会表现为波动性呢?但这种认识似乎与已知的事实不一致,这说明除了意识观察者,还需要双缝的存在,才能让光表现出这种波粒二象性。

上面说波粒二象性的双缝验证实验需要观察者,需要合适的双缝条件,那么双缝在这里起到了什么作用?对于双缝的影响,可以有如下的实验设想:(1)将光纤或空心的长孔调整到足够细,使其满足衍射条件的尺度,那么从中传出的光是否会出现小孔衍射的效果?如果有衍射现象,那就是波动性,否则就是粒子性。(2)将光纤或长孔设置为一分二的形式,并调整末端的间距,使其满足干涉的间距约束条件,那么是否会出现干涉条纹?有干涉为波动性,否则为粒子性。上述两个实验主要是为了验证孔的厚度对干涉或衍射图像的影响。(3)一台真空中的激光发射器,其在真空中的传播范围是否受到观察者存在的影响?通过验证光在真空中自由传播时,其粒子性和波动性与观察者之间是否存在关联关系,来进一步确定波粒二象性及延迟选择性的正确与否。

对于一个结果犹如玄学的实验,需要更加深入和全面的思考,尤其是对常识的逆向思考,简单的将实验结果归为意识的影响是不科学的,因为意识本身的概念内涵仍然是模糊的,如果将意识进一步推向灵魂的内涵,那么这个实验就相当于完全走入了不可知论。

世界是物质的吗?
世界是精神的吗?
是,也许都不是。 



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