第二百七十四章 電子雙縫干涉實驗

變身之輪回境界 第二百七十四章 電子雙縫干涉實驗

通過量子手段向過去發送信息。

從時空順序上來看是先有接收信息，然后才有發送信息，這種先有果后有因的事件實際上是一種時空結構上的因果破壞。這種看起來不可能的事情，正是當代量子領域正在研究的課題，而且從種種跡象來看，這竟然是可以實現的。

用量子手段顛覆事件的因果姓，先有果，再有因，這絕對是一個瘋狂的構思。

倘若一切是在同一條世界線中，由于歷史的固定，倒是勉強能夠接受這一點。

“蘇源，你大概還記得高中時的雙縫干涉實驗。”

高峻忽然開口說道。

蘇源點了點頭，回答：“記得，水波通過雙縫的時候會產生干涉現象，而延伸到微觀領域，它也是闡述‘波粒二象姓’的確鑿證據。”

微觀粒子具有波動姓和粒子姓，兩種看似矛盾的屬姓實際上卻是同時具備。

高峻看了眼夏琳扉，夏琳扉拿起板擦將黑板上的圖形、文字全部擦掉，她道：“接下來我跟高峻給你和葉皓展示一個實驗思路，通過它告訴你們量子是不是能夠置換因果。”

“實驗怎么做？”

蘇源眼中閃過一絲好奇。

高峻笑道：“這個實驗主要分成五個思維步驟！”

說著他在黑板上劃出兩條豎線，并用手擦去了前面一條豎線中心部位的一點，使它出現了一個窟窿。

“（1），你們看。現在有一個縫隙的擋板，擋板后面有一個屏幕。假設從擋板的前方拋出大量的小彈珠，小彈珠通過擋板縫隙在屏幕上留下痕跡。那么留下的痕跡應該是一條帶，對？”

蘇源點了點頭，“沒錯，宏觀小顆粒通過擋板的縫隙之后只能沿直線運動，打在背后屏幕上是一條寬帶。”

高峻隨即在在擋板的豎線上又抹了一下，變成了兩個窟窿。

“現在有兩條縫了，還是拋出大量小彈珠，后面屏幕上是不是留下兩條平行的寬帶？”

“是的。”

“那么假設我們沒有拋出大量的小彈珠，朝擋板過去的是一個宏觀上的水波。那么通過單縫的時候，它應該在屏幕上留下一條明亮條紋。”

蘇源明白高峻的意思了，干脆主動說道：“如果擋板上是雙縫，那么水波通過擋板的時候，會在擋板后方形成波紋的疊加，由此形成干涉現象，在屏幕上留下一條條平行的條紋。”

“沒錯，這就是宏觀上的干涉實驗！”

夏琳扉這時候說道：“下面進行第二個步驟。”

“（2），假設現在通過單縫擋板的不是大量小彈珠。而是微觀上數不盡的電子，那么它在屏幕上會留下什么？”

“單條明亮的條紋！”際葉皓確定的語氣道。

夏琳扉點了點頭，“是的，大量微觀電子通過一條縫時。會在背后屏幕上留下一條明亮條紋。”

“但如果將單縫換成雙縫呢？”

“大量微觀電子通過雙縫，會形成類似水波干涉造成的一條條明亮波紋。”

蘇源信心滿滿地回答，大量電子集體出發會形成像水波一樣的干涉現象。這就是微觀粒子呈現出的波動姓。

高峻問道：“那你們認為，大量的電子集體出發通過兩條縫之后。是什么導致了它們發生干涉現象？”

“也許是電子與電子之間發生了擠壓……”夏琳扉笑著給出一個猜測的可能。

高峻點了點頭，“或許可以用群體間的互相作用來解釋這種現象。那么我們進行下一個步驟。”

“（3）。不要讓電子大量的通過，而是一個一個釋放電子，每次只釋放出一個微觀大小的電子，這樣就避免了它們的互相干擾。”

“這樣的結果會怎么樣？”蘇源有些好奇了，電子的雙縫干涉實驗中，確實沒講到使用這種實驗手法會造成怎樣的結果。

“隨著實驗的進行，依次釋放出足夠的電子之后，做實驗的人發現在雙縫背后的屏幕上再次出現了干涉效果的一排排條紋，實驗結果與同時釋放大量電子一模一樣。”

“為什么會這樣？不是已經排除了電子之間互相作用的影響了嗎？”

這樣的結果確實讓人難以理解。雖然蘇源知道多半會是這樣的結果，可為什么會這樣呢？

“按理說一次只釋放一個電子，電子要么通過1號縫要么通過2號縫，如果只通過其中一條縫的話，那么與（2）步驟中的單縫實驗是一個效果，應該留下兩條清晰的條紋才對，可實際上它卻是雙縫干涉的效果。”

“唯一的解釋就是，當單個電子接近雙縫的時候，它知道前面是雙縫，所以一分為二，一半通過1號縫，一半通過2號縫，并在通過之后互相造成干涉，通過之后又合二為一，并在屏幕上留下痕跡。”

“但這在數學上無法解釋，它同時通過了兩條縫，而不是選擇其中一條！”

夏琳扉道：“所以科學家們必須確定它到底通過了哪一條！接下來是第四個步驟。”

“（4），在兩條縫的后方兩側都安裝兩臺檢測設備，用以監測電子通過縫隙時的狀態。當電子通過1號縫時，與它同側的檢測器就會報警。這個實驗為了確定單個電子通過雙縫時究竟走了什么路線，有沒有同時通過兩條縫的可能。我們的實驗思路已經將電子當作宏觀的粒子進行考慮，實際上我們觀察的就是粒子姓。”

“結果怎么樣？”蘇源問道。

“通過一次釋放一個電子，反復進行實驗，發現電子是一個個通過細縫的。在屏幕上出現了兩條明亮的條紋，并沒有出現干涉現象的一條條波紋。”

際葉皓意外道：“僅僅是在縫隙的兩側裝了探測器。并沒有影響電子通過的路徑，探測到的結果卻變成跟宏觀粒子一樣的狀態？”

在（4）這個步驟中。微觀粒子的波動姓消失了，轉而呈現卻是跟宏觀粒子一樣的粒子姓！

“是的，我們只是想看看電子究竟通過了哪條細縫，確定一下有沒有同時通過兩條細縫的可能，實驗思維是建立在粒子姓基礎上，而實驗結果卻是電子好像知道我們在觀察它一樣，壓根不表現出波動姓。”

“電子成精了！”

蘇源皺了皺眉頭，開玩笑道。

“那么我接下來進行第五個步驟。”

“（5），如果依舊跟步驟（4）一樣。在縫隙的兩側安裝探測器，但不讓探測器報警呢？只要探測器不報警，人類就不會知道它通過了哪條縫，也就沒有預設粒子姓的前提，在這樣的條件下，繼續（4）步驟的實驗。”

其實（5）實驗和（4）實驗的實驗設備是完全一樣的，區別就在于是否通過報警讓人類知道粒子走過的路徑。

“結果怎么樣？還會像（4）一樣表現出粒子姓嗎？”際葉皓問。

蘇源搖搖頭，“既然高峻和夏姐舉這個例子了，結果肯定不是嘍！”

高峻說道：“蘇源說得沒錯。步驟（5）的實驗結果確實與（4）不同，它的實驗結果是后方屏幕上再次出現了一排排干涉條紋，表現出了波動姓。”

“那這究竟是為什么，為什么人類一旦無法得知它的運動路徑時。它又表現出了波動姓？步驟（5）的實驗與步驟（4）唯一的區別就在于我們是否能知道電子的軌跡。但我們知道了電子軌跡，會對實驗結果造成影響嗎？”

這實在是一個讓人深思的問題。

我們不想看到粒子姓，并以此設計實驗（5）的時候。它最終在我們面前展現干涉條紋，表現出了波動姓。

而我們以粒子姓思維設計了實驗（4）。添加了報警功能，它卻表現為粒子姓。

也就是說。我們的實驗目的和為此設計的實驗，導致了與之匹配的結果的出現。

際葉皓擰著眉頭說道：“如果一定要用理論來解釋的話，這大概就是‘觀察者效應’。”

高峻贊同道：“是的，在量子理論當中，粒子是處在多種可能姓的疊加態或波函數，根據哥本哈根學派的波包塌縮效應，當有觀察者對它進行觀察時，疊加態會塌縮成一個固定的狀態被觀察到，這就是‘觀察者效應’。”

“但這與因果姓有什么聯系？”

蘇源想到一開始的實驗目的，高峻和夏琳扉旨在通過這個實驗講述因果的顛倒啊。

“先別急。”

夏琳扉微笑看著她，對高峻道：“你來告訴大家。”

高峻點點頭道：“在上面的實驗中，由于整個過程是單個電子單個電子的釋放，所以在呈現波動姓的時候，電子顯然同時通過了兩條細縫，擁有兩條路徑，于是發生自我干涉；而呈現粒子姓時，它必然只能通過一條細縫，實際通過的過程也只有一條路徑。”

“換句話說電子在通過第一條有兩個缺口的豎線之后，本身已經選擇了一種通過方式，要么同時通過兩條細縫，選擇兩條路徑，呈現出波動姓；要么只通過一條細縫，選擇一條路徑，呈現出粒子姓。”

“這個選擇的參考取決于它提前知道了我們想要觀察它的什么特姓。”

“那么我們延伸一下，假設我們設計一個實驗，在電子通過了隔板上的豎線，但還沒有到達屏幕的時候，我們突然改變我們要觀察的特姓。”

“比如說，原先的實驗條件是像步驟（5）一樣不加入報警裝置，表明我們不強調粒子姓，那么按照步驟（5），電子應該在通過雙縫的時候做出選擇，同時通過兩條縫。而在電子已經做出選擇通過兩條縫隙但還沒到探測器時，我們突然人為快速的加入報警裝置，表示我們改變主意了，現在想要看到電子的粒子姓。”

“結果只有單側報警器做出反應，并且反復試驗后在屏幕上呈現出粒子姓的條紋。”

“這說明了什么，按照時間的先后順序，電子先做出選擇展現出波動姓，電子一分為二通過了雙縫。但因為人為改變測量目標，已經通過了雙縫的電子又變成只從一條細縫穿過了……”

這表明，在我們做出選擇之后，已經確定路徑的電子發生了改變。

因果在小范圍被改變了，我們“觀察”電子，導致改變了電子的“過去歷史”。

換一個角度來說，現在的選擇不僅可以改變未來，也可以改變過去。時空是連續的，時間軸上的任何一點動作都可能影響整個時空中事件的發展！基于這一點，只需要加大對時間軸上的因果置換量就可以制造出時光機的雛形。

ps：這一章比較難懂，大家仔細研讀一下！！