浩瀚宇宙誕生以來(lái)，出現(xiàn)了無(wú)數(shù)科學(xué)奧秘，而要揭開(kāi)這些科學(xué)奧秘，需要我們?cè)诳茖W(xué)的道路上不斷發(fā)現(xiàn)和前進(jìn)。
科學(xué)理論是科學(xué)世界的核心，每一個(gè)科學(xué)理論想要被證明都需要科學(xué)實(shí)驗(yàn)。只有通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)才能證明的科學(xué)理論才是真正的理論。在沒(méi)有被實(shí)驗(yàn)證明之前，一個(gè)科學(xué)理論只能是一個(gè)猜想理論。
科學(xué)家在科學(xué)道路上探索研究，發(fā)現(xiàn)世界分為宏觀和微觀。宏觀的背后是微觀，而微觀的背后也是宏觀，二者息息相關(guān)。早在1900年，普朗克在研究“黑體輻射”問(wèn)題時(shí)就提出了“量子”的概念，從此量子力學(xué)問(wèn)世。
量子力學(xué)是與相對(duì)論并列的影響人類思維的一大基礎(chǔ)理論?？赡芎芏嗳硕级孔恿W(xué)，但不知道什么是量子。事實(shí)上，量子的本質(zhì)是物理量的最小單位。它不是現(xiàn)實(shí)世界中的一個(gè)粒子，而是一個(gè)物理概念。
一切都可以量子化，從我們能看到的宏觀物體到我們看不到的概念，比如時(shí)間。所以量子力學(xué)的本質(zhì)是探索微觀世界中粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，而要了解粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，我們也會(huì)了解微觀世界，這樣從微觀到宏觀，我們才能更好的了解宏觀世界。
我們前面說(shuō)過(guò)，世界是由宏觀和微觀組成的，宏觀的東西是由微觀的粒子組成的，所以理論上，宏觀世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)該和微觀世界的粒子是一樣的。但隨著研究的深入，科學(xué)家驚訝地發(fā)現(xiàn)，微觀世界中粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與我們熟悉的經(jīng)典力學(xué)完全不同，甚至有些現(xiàn)象并不違背常識(shí)，顛覆我們的認(rèn)知，比如量子糾纏理論、量子疊加態(tài)。
在學(xué)習(xí)量子力學(xué)的道路上，也有很多實(shí)驗(yàn)，其中一個(gè)是我們每個(gè)人都很熟悉的，就是高中做的雙縫實(shí)驗(yàn)。我相信我的朋友們對(duì)雙縫實(shí)驗(yàn)并不陌生。高中的時(shí)候，物理老師給我們做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，很簡(jiǎn)單。
雙縫實(shí)驗(yàn)的目的是證明光的本質(zhì)。光子通過(guò)雙縫后，留下的不僅是粒子形狀，還有波的形成。這說(shuō)明光有兩個(gè)特性:粒子和波。這種現(xiàn)象叫做光的波粒二象性。
不僅光有粒子和波兩種形式，其他所有微觀粒子也有波粒二象性。后來(lái)科學(xué)家修改了實(shí)驗(yàn)方法，用更先進(jìn)的電子設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使一次只有一個(gè)電子發(fā)射通過(guò)一個(gè)間隙，最后屏幕上仍然出現(xiàn)干涉條紋。
這說(shuō)明電子通過(guò)間隙時(shí)，同時(shí)以粒子和波的形式出現(xiàn)。粒子的內(nèi)在性質(zhì)已經(jīng)被許多實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，它們同時(shí)具有兩個(gè)特征。但是，為了研究更深層次的奧秘，我們需要更仔細(xì)地研究粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，所以科學(xué)家們?cè)趦蓚€(gè)間隙前安裝了探測(cè)器，試圖用相機(jī)觀察并留下粒子穿過(guò)間隙的圖像。
在科學(xué)家看來(lái)，只要在缺口前安裝一個(gè)探測(cè)器，就可以觀察到電子是如何從粒子態(tài)變成波的。有了詳細(xì)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，或許真的可以揭開(kāi)粒子世界的奧秘，讓量子力學(xué)出現(xiàn)質(zhì)的提升。
愿望是好的，結(jié)果卻讓人毛骨悚然。電子發(fā)射時(shí)，在通過(guò)間隙的過(guò)程中完全以粒子的狀態(tài)運(yùn)動(dòng)，后面的屏幕上沒(méi)有留下干涉條紋。海浪的特點(diǎn)在哪里？
當(dāng)科學(xué)家拿走探測(cè)器時(shí)，電子的干涉條紋又出現(xiàn)了。探測(cè)器前后，電子的性能完全不同，這讓科學(xué)家們感到十分不解。這是怎么回事？電子學(xué)有沒(méi)有意識(shí)？不想讓人類去觀察它們，去發(fā)現(xiàn)它們背后的奧秘？
我們觀察的時(shí)候，電子只是粒子狀的，沒(méi)有觀察者的時(shí)候，電子是波浪形的。這種不可思議的現(xiàn)象讓科學(xué)家們大吃一驚，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果公布后，在科學(xué)界引起了巨大的轟動(dòng)。1979年，約翰·惠勒針對(duì)這一現(xiàn)象提出了著名的思想實(shí)驗(yàn)“延遲實(shí)驗(yàn)”。
當(dāng)電子以波的狀態(tài)通過(guò)兩個(gè)間隙時(shí)，我們瞬間打開(kāi)探測(cè)器，就會(huì)發(fā)現(xiàn)電子的狀態(tài)立刻發(fā)生變化，只剩下粒子的狀態(tài)，波的狀態(tài)消失了。這個(gè)實(shí)驗(yàn)告訴我們，人類的觀察可以“延遲”電子決策。
電子通過(guò)雙縫的事實(shí)過(guò)去也發(fā)生過(guò)，但是人類的觀察可以改變過(guò)去。“延遲實(shí)驗(yàn)”的提出震驚了整個(gè)學(xué)術(shù)界。如果這一切都是真的，那么我們需要重新理解我們現(xiàn)在所處的世界和宇宙。也許我們看到的不是真實(shí)的世界。因?yàn)槿祟惖挠^察，世界的本質(zhì)未必真的出現(xiàn)。我們看到的只是世界的一部分，背后隱藏著另一個(gè)真相。
也許是人類的觀察讓我們看到了宏觀世界和微觀世界的巨大差異，從而導(dǎo)致了顛覆我們認(rèn)知的量子力學(xué)現(xiàn)象。但如果不去觀察，就無(wú)法真正探索世界的奧秘，讓人心疼。也許隨著人類科技的不斷進(jìn)步，我們可以有更先進(jìn)的方法跳過(guò)人類的觀察作用，讓人類以第三者的角色躲在幕后，這樣才有可能真正揭開(kāi)粒子世界的奧秘，發(fā)現(xiàn)這個(gè)世界的本質(zhì)。
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