一个实验让爱因斯坦怀疑世界真实性,却是学者相信平行宇宙的开始

科学家们穷尽一生都在努力寻找世界的规律,他们把寻找真理视为毕生理想。“实践是检验真理的唯一标准”科学家们则会用他们的实验来证实这条至理名言。

但是有一个实验却匪夷所思,让科学家们焦头烂额,甚至开始怀疑他们的科学观。到底是怎样一场实验?

一切的争端要从400多年前的一场著名演讲开始,这场演讲拉开了耗时长达300多年的“波粒之争”。

让我们一起听着反方向的钟回到17世纪的下半叶,去探索一下这场争端,去体会一下这个实验的诡异。

旷日持久的波粒之争

提到17世纪的科学家,你可以没听过笛卡尔,也可以没听过伽利略,但是你一定会想到那个被苹果砸中的男人——牛顿。没错,牛顿就是波粒之争开端人物。

就像在后世一样,当时的牛顿同样也是声名卓著的,在科学界牛顿往往是一言九鼎,往往牛顿提出一个假说,就会有数不清的拥趸来拥护他们的王。

1660年胡克发率先发声,他认为光是波动的。而唱反调的牛顿在 1675 年则认为光是粒子,“微粒说”由此产生。

而就在大家以为这对死敌又像往常一样互掐时,惠更斯进入了这场斗争,1678年在惠更斯在法国科学院进行演讲来宣扬自己的学说。

他认为牛顿的假设很难自圆其说了。随后1690年《光论》一词正式提出”波动说“,长达几个世纪的争斗开始了。

争斗由此开始,但维持时间不长不长,随着惠更斯的身死,牛顿和他的”微粒说“一时风头无两。

这次争斗后在很长一段时间里”微粒说“成了科学界的主流,但是并不是所有人都要做应声虫。

1807年托马斯.杨带着他的实验率先吹起反攻的号角,托马斯积极宣扬着光的波动性。但当时牛顿的”微粒说”已经成为主流,所以这次反攻并没有对如日中天的”微粒说“造成影响,反而给托马斯杨的名声造成了重大打击。

即使如此,托马斯杨也没有低头,将自己捍卫科学的丹心烙在了科学的史书上,在经过众多嘲讽后,他默默的把自己的观点记下来,为后来发生的事情做出了铺垫。

1818年菲涅耳提出提出了惠更斯-菲涅耳原理,完善了光的衍射理论并获得优胜。光的”波动说“进入了新时代。

诡谲怪诞的双缝干涉

双缝干涉实验在最初只是很好的证明了光的波动性,但事情又横生枝节,到了20世纪初,“波动说”和”微粒说”已经可以分庭抗礼了。

那个经典的问题又绕回来了,光到底是粒子,还是波?此时双缝实验才开始真正的举世闻名,并一举成为20世纪最具影响力的实验之一。

两派学者互相展开自己的学说意图推翻彼此,到最后问题集中到单个的光到底是什么形态。

1909年杰弗里开始研究单光子的形态,在杨氏双缝实验的基础下,用仪器单点发送光子,屏幕竟然出现了干涉条纹。

干涉条纹如何出现的?明明只是一个光子啊?单个光子怎么发生干涉?他做出了最后的结论,即光子自己就会发生干涉。

科学家们为了搞清楚其中的原因,做了更进一步的实验。

为回答上述问题,科学家进一步对实验做出改进,他们决定加入摄像机。始料不及的是,当关闭摄像头时,光子是一种形态,而打开时,光子又变成另一种形态。

也就是说,当你观测的时候是一种情况,当你不观测时,又是另一种情况,此之谓“你未看此花时,此花与汝同归于寂”。

时间到了1979年,科学家惠勒通过他改进的双缝实验,又一次调动了人们对光子的求知欲。

惠勒的实验大概意思就是在光子通过双缝后,再迅速决定是否打开摄像机进行观测实验。

在实验过程中,只要摄像头打开了,无论是什么时候打开的,屏幕上一定是两条杠。反之,屏幕上就出现干涉条纹,发生了干涉。

实验表明光子要么可以预测未来,即通过预测未来的摄像机是否打开,来改变自己形态;要么就是可以改变过去,即根据已发生的情况来改变过去的形态。

1999年kim等人改进杨氏双缝,实验中运用到一种特殊光子,即孪生纠缠光子,纠缠光子中的两个光子可以互相感应。

这个实验比较繁琐,实验中有两个可以相互感应的光子,其中一个发出后,会向这屏幕飞去,而另一个会经过反射飞向摄像头。光子独立发出,将摄像头打开,则屏幕上不会出现条纹。在路线上放一个既能发生反射又能发生透射的镜子,那么信号光子一半发生透射,一半发生反射。

令人诧异的是,信号光子到达屏幕后,影光子后到达探测器。信号光子照映在屏幕上会出现干涉条纹,当影光子抵达探测器后,信号光子最先出现的干涉条纹就消失了,本来的波动性竟然变成了粒子性。

难道未来可以影响过去?这就是为什么科学家们会质疑世界真实性的原因。而每个经受影响的过去就可能是一个个平行世界。

当马可尼受到大西洋彼岸的通讯,可能无法想象他的行为给今天带来了什么,我们也一样无法想象双缝实验会给未来带来什么。这个实验就是如此神秘。

值得一提的是波粒之争的双方都没有完全获胜,早在1924年德布罗意提出光的波粒二象性。即光既有波的特性又有粒子的特性。这个理论为耗时300年学术争斗画上了句号。

结语

我们回到现在,在这场学术争端中,可能会有嘲讽、谩骂,但是无可否认的是,双方都为科学,为真理做出了杰出的贡献,每一个人都是伟大的,都是值得尊敬的。

朝闻道,夕死可矣。无论古今中外,为追求真理而死的人数不胜数,正是这些真理的卫道者,才使我们能享受如今的生活,我们应该牢记这段300年的历史,也要牢记这些为真理而奋斗的科学家们。

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