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電子與偷窺者的神奇!誰能答出文中的問題,說明真懂量子力學!
送交者: pzzdm.com 2010年05月18日18:02:48 於 [教育學術] 發送悄悄話
事先說一下,這是一個很奇妙的實驗。我會介紹一下這個實驗是怎麼做的,結果是什麼。然後根據某一有趣結果提一個問題。能夠回答出來的,就是真正懂量子力學的。看看到底有誰真懂。呵呵。答案我將來會給出(如果有人有興趣的話)。 

先說一下這個實驗是如何做的。大家學過中學物理,都知道波的干涉是波的基本性質之一。干涉實驗是怎麼做的呢?最簡單的,是在一個金屬板上刻兩條相距比較近的平行狹縫。在板的前面放一光源。板的後面放一屏幕。光源發出的光波,通過雙狹縫產生干涉,在金屬板後面的屏幕上就會產生深淺交替的條紋。這就是光波的干涉實驗。

除了光之外,實物粒子,比如電子,也有波動性。所以,如果你用一個電子發射源取代光源,在狹縫後面用能接受電子的屏幕,或者一個黑紙封好的膠片(膠片也可以因為電子的衝擊而曝光),你也會看到類似的干涉條紋。這說明,電子也有波動性。

說到這裡,都沒什麼疑問吧。下面說點有趣的。

如果你控制電子發射源發射電子的速度,比如每秒只發射一個電子。那麼經過5秒後,在後面的屏幕(或膠片)上看到的是什麼呢?答案是5個黑點(電子撞擊膠片產生的曝光,當然膠片要衝洗後才能看)。 這5個黑點的位置有什麼規則嗎?似乎是雜亂無章的。那麼沒關係,過5000秒再看。這時,膠片上應該有5000個黑點了。如果你粗粗一看的話,這5000個黑點會顯示出明顯的干涉條紋,即,某些地區的黑點很密集,有些地方很稀疏。遠遠一看,就是黑白相間的干涉條紋。這就有一點點問題了。因為,每秒鐘只有一個單個的電子穿過某一條狹縫。這單個電子跟誰干涉呢?莫非這單個電子同時穿過兩條狹縫,自己跟自己干涉?

上面這個問題不難解答。我相信,看過一點點書的,或者讀過我以前的文章的,都能輕鬆答出來。那麼看看下面更有趣的,也就是我今天貼的問題:

如果你很好奇,想看看這每秒鐘發射的電子,到底都是穿過的哪一條狹縫。比如,是狹縫A,還是狹縫B。你用一個有兩個探頭的記錄器來測量,每一個狹縫旁裝一個探頭。這樣,如果電子通過的是狹縫A,那麼記錄器就給A記錄一個,如果電子通過的是狹縫B,就給B記錄一個。經過同樣的5000秒,還能在膠片或屏幕上看到干涉條紋嗎?這個實驗的答案是,不能!干涉條紋消失了。就好像電子們“知道”有人在看着自己。只要你看,干涉就消失!莫非電子是有智慧的?電子有思想?電子知道有人在偷窺?只要你不看,就是說如果你把測量的儀器關掉,干涉條紋又神奇的出現了!!!!好象電子知道現在沒人偷窺了,可以做齷齪之事了。哈哈。

誰能正確解釋上面這個電子與偷窺者的現象,就說明他真的懂量子力學了。讓我們看看。呵呵。

有興趣的朋友別忘了頂一頂我哦!
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