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同样,还是点射模式发射电子。

结果是这样的:

每次不是左边的摄像头看到一个电子,就是右边看到一个。

一个就是一个,从来没有发现哪个电子分裂成半个的情况。

然而就在这时,真正诡异的事情发生了:

研究者们忽然发现,屏幕上的图案不知什么时候悄悄变成了两道杠!

没用摄像头看。

结果总是斑马线,光子是波。

用摄像头看了。

结果就成了两道杠,电子变成了粒子。

实验结果取决于看没看摄像头?

听起来是不是更毛骨悚然了?

不过作为一本专业的科普作品,这里要科普一件事:

第三个实验...也就是所谓加装摄像机的实验,其实是一个思想实验,并未实际完成。

其实想想也知道。

别说摄像机了。

哪怕是其他设备仪器,你想要直接看到电子或者光子穿过哪个缝,这可能吗?

所以你在网上无论怎么搜,都不会找到任何与摄像机观测有关的专业论文或者实验视频。

实话实说。

电子的双缝干涉实验确实非常惊悚,它的真相至今未曾被破解。

但如今网络上看到的‘惊悚’,实际上带着二创的添加色彩。

目前真正完成过的电子的双缝干涉实验,只有以下三个:

1、早期的双缝干涉实验。

这是在量子力学建立初期就经过实验验证的现象,比较有名的是日立电视台的电子双缝干涉。(hitachi/rd/portal/research/em/doubleslit.html)

2、惠勒的延迟实验。

在1979年的时候。

曾经和爱因斯坦共事的约翰·惠勒在为纪念爱因斯坦的大会上,提出了一个理想实验:

为了摒弃观测行为对电子双缝干涉中电子行为的干扰,通过某种方式在电子通过双缝后才进行观测。

它的思路是这样的:

从光源发出一光子,让其通过半反半透镜1,光子被反射与透射的概率各为50%。

之后,在反射或透射后光子的行进路径上分别各放置一个全反射镜A和B。

使两条路径反射后在C处汇合。

C处放有两探测器AB,分别可以观察A路径或B路径是否有光子。

接下来。

如果在两个探测器前的C点处再放置一个半反半透镜2,便可以使光子发生自我干涉。

适当调整光程差后,可使得在某一方向(A或B)上干涉光相消,此方向上的探测器总是无法收到信号,

与此同时,另一方向上的探测器则必定会总是接收到信号。

这个实验之所以叫延迟选择实验,就是因为我们可以在光子已经通过半反半透镜1之后,再决定是否放置半反半透镜2。

也就是说在光已经决定完选择波动性还是粒子性之后,我们再去放置半反半透镜2去观察它。

实验最开始提出的时候是一个思想实验,但后来经过实验验证了,这一结果曾经刊载于Science。(DOI: 10.1126/science.1136303)

理想的单光子源早在1974年就已经问世,上面的惠勒实验中的单光子源利用的是金刚石N-V色心的缺陷。

3、量子擦除实验也是经过实验验证的。

量子擦除实验聊起来比较复杂,也就是所谓‘八纳秒内可以改变过去’的源头。(doi/10.1103/PhysRevA.65.033818)

嗯,就这三个——或许还有其他一些改动过的其他实验,比如C60之类的,但核心原理都和这三个实验相同。

目前最接近所谓‘摄像机’的成果,应该是内布拉斯加大学林肯分校的物理系研究团队在2011年搞出来的一份报告,但距离真正的摄像机还相差很远很远。(doi/10.1088/1367-2630/15/3/033018)

顺便一提。

网上现在所谓的摄像机拍出的‘摄像机’图样,实际上是霓虹的外村彰带领团队在1988年做的电子干涉的图样。(doi/10.1119/1.16104)

所谓直接可以观测到电子通过哪个缝的实验,依旧是思想实验,至今没人真正能够做出来。

目前真正能做的‘观测’是什么呢?

是在双缝之间安装电子探测器,这个探测器无法直接显像,无法观测微粒路径,只能作为接收屏。

当打开探测器开关,光就呈现粒子性;

关闭探测器开关,光就呈现波态。

好比天上下了场‘雨’,你没法知道它是从哪片云层落下来的。

但是你伸出手,接到的是雨。

不伸手用眼见看到它落地,掉落的就是一朵花。

一切取决于你的观测,或者说干扰。

所以电子或者说的双缝干涉实验,实际上从头到尾令人惊悚的就一件事:

那就是文科生一点都看不懂....

咳咳...错了错了。

惊悚的地方在于你不去测量是一种结果,测量的话是另一种结果——再提醒一次,这里的测量不是摄像机的直接测量,而是接收屏的探测器。

也就是任何可泄露出路径情况并且被记录下来的信息,都会导致量子坍塌。

就这么简单。

辟谣科普,我们是专业的。(笑)

这也是现在纠缠态的研究领域之一。

搁某些黑暗流科幻小说里的表述,差不多就是“被设计好的底层逻辑,可以证明人类是被关起来的小白鼠”云云......

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