宇宙存在造物主,这个世界的结构不是偶然的,双缝干涉可以证明

中国科学院院士、诺贝尔物理学奖获得者杨振宁在一次采访中说:如果你问我说是有没有上帝呢,如果你所谓的上帝是个人形状的,那我想没有,如果问我说是有没有一个造物者,那我想是有的,因为整个这个世界的结构并不是偶然的,偶然是不可能创造出世界这么多奇妙的东西。

宇宙存在造物主,这个世界的结构不是偶然的,双缝干涉可以证明

光的双缝干涉实验

相信许多人都听过著名的“光的双缝干涉实验”它证明了“光的波粒二象性”。双缝干涉实验,起初人们为了探索光的本质,光到底是由什么 组成的而建立的实验,科学家们想弄明白光是一种波还是一种粒子。

著名物理学家牛顿认为,光是由粒子组成,凭借牛顿在经典物理学方面的造诣,绝大多数物理学家都支持牛顿。

宇宙存在造物主,这个世界的结构不是偶然的,双缝干涉可以证明

第一次双缝干涉实验

1801年,英国物理学家托马斯-杨,决定用实验来验证牛顿经典物理学认为的光是粒子究竟是否正确,这个实验就是经典的杨氏干涉实验,也称为双缝干涉实验。实验原理很简单:1,让太阳光穿过滤镜2,再穿过一张开了一个小孔的纸3,让光再通过一条细小的狭缝4,在探射屏上观察光的状态,来验证光到底是波还是粒子。

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这个实验的原理是两种假设:1,光如果是由粒子组成,那么光束通过狭缝后,在探射屏上应该会观察到对应于狭缝尺寸和形状一样的图案。2,相反,如果光是一种波,那么光束照射于两条互相平行的狭缝,在探射屏上显示出的是一系列明亮条纹与暗淡条纹相间的类似斑马纹一样的图案。最终杨氏双缝干涉第一次验证了,这个点光源穿过双缝后形成了斑马纹一般的波纹,说明,光的传播被干涉了,而这种干涉现象,只有在波的情况下才会产生,所以牛顿理论错误。

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第一次双缝干涉实验证明了光是一种波,于是托马斯-杨将论文发表在《物理光学的相关实验与计算》,光是一种波被人们普遍接受。

多年以后,科学家们发现,第一次干涉实验是通过滤镜来获取一个点光源,严格地说是一个光束,光束包含着无数光子,当它们在同一时间经过双缝,肯定会产生干涉现象,所以不能够仅此证明光就是波。第一次干涉实验不够严谨。

第二次双缝干涉实验

和第一次实验不同,这次,实验人员通过光子枪,将光子一粒一粒发出,每次隔开几秒,光子枪就会自动朝缝中发射光子,最后投射到屏幕上,这样操作,由于光子是一粒一粒发出的,因此理论上讲它们应该不会产生干涉现象。

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可是事实却不是如此,被单独发出去的光子,在穿过双缝后,也发生了干涉现象,这就奇怪了,按道理讲,一束光里面光子与光子产生干涉很正常,现在是一粒光子一粒光子发出去,应该不存在光子与光子之间互相干涉才对呀。

科学家猜测:可能是单个光子在通过缝隙时,分裂成2个,而且互相发生干涉,也有可能是发生了现今科学无法解释的现象。

于是,科学家们想到了一个很好的办法:在两条缝隙边各自安装一个探测器,用于探测光子在穿越缝隙时怎么从一个变成两个,如果不是一个分裂成两个,它们又是怎么发生彼此干涉。

奇妙的事情发生了

光子不干涉了,你没听错,它们不干涉了,安装了探测器之后,单个光子穿过双缝投在屏幕上的现象并没有干涉,简单的说,就是光子好像知道有探测器在监视着它们,没有探测器时它们就互相干涉,有探测器时它们就不互相干涉。是不是细思极恐,毛骨悚然,令人费解。仿佛有什么秘密不想让人类知道,光子们知道人类在窥视它们,人们的一切 操作都在它们的眼皮底下。

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这个实验证明了,光即是粒子,也是波,这个现象就称为:光的波粒二象性,它们以何种形态出现,取决于是否有观测者在观测它们,简单的说,就是你若看我,我就是粒子,你若不看我,我就是波。这是什么情况?似乎有一双无形的眼睛一直在看着你,它们知道你的一切。你想窥探它们?没门。

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举个简单的例子

假如你是个白领,整天与电脑为伴,你在上班时候打游戏,这时老板突然回来了,你赶紧切换游戏界面,换到办公软件,假装在工作,老板看了很满意的走了,这时你又切换为游戏界面打游戏

在这个情况中,你有两个形态,一个是打游戏,一个是用办公软件,而究竟是哪一种,取决于老板有没在身边看你,老板看你,你就是在用办公软件,老板不看你,你就在打游戏。这就是波粒二象性的通俗比喻,如果你就是一个光子,而你老板就是探测器,观测者,那么你呈现波的形态或者是粒子的形态,就取决于观测者有没有在看你。这是不是很诡异,有点迷信的味道,光子就好像有自己的意识,它知道有没有人在观测它,就像你知道你老板是不是在查看你有没打游戏一样。

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物理学家爱因斯坦在晚年就认为:上帝不可能掷骰子。这想法跟我国物理学家杨振宁所说意思类似,那就是这个世界不可能是偶然的,宇宙似乎存在某种造物主,制定了一系列秩序规则。这造物主不一定具有人的形态,至于是什么,这是困扰人类认知的最大问题。

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页面更新:2024-05-26

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