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面再摆上一块屏幕来接收穿过来的光线。十岁的小朋友们大多会猜测屏幕上应该出现两道光亮的条纹——分别是从两条狭缝中漏过来的嘛——但事实却是,挡板后会出现一系列明暗交替的条纹(“一系列”当然意味着远远不止两道)。
公元时代的物理大师们为此争论了很久,最后提出了“波粒二象性”这么个和稀泥的解决方案。简单地说,就是光子同时也具有波的属性,因此穿过狭缝的两道光会像水面上的两处涟漪一样:有些地方波峰与波峰相遇,互相加强形成亮纹;另一些地方则波峰与波谷相抵消,产生暗纹。根据“光也是波”这个假定可以推导出一个十分简单的公式,然后根据两道狭缝的间距就能准确算出明暗条纹的位置(间距越大,条纹越密)。
“你打算去当幼儿园老师了?”安小轩绕着这个给低龄学童用的教具转了一圈,没看出什么名堂来。
“量子物理实在太匪夷所思了。”柳辰依然是皱着眉头的那个表情,就跟被胶水固定住了一样,“我的大一统理论还是解释不了啊。”
安小轩同情地点了点头表示理解,又仔仔细细查看了一下,发现这是台发射电子的干涉仪——不过并没有什么本质差别,电子同样具有波粒二象性——而且好像确实比基础学校里的教具稍微精密一些。
“我知道这是常识,不过我只是想引出话题…”柳辰书生气十足地说,“你知道,当我每对着挡板发射一个电子,它最终总会在屏幕的某个位置上砸出一个点来——这表现了电子的粒子属性。”
安小轩没吭声,示意他继续。
“但假如它是粒子的话,每次必定只能选择通过其中的一条狭缝:要么左边,要么右边……那么最终我们看到的应该是屏幕上出现了两坨电子,而不是这样规律的干涉条纹。”
柳辰讲概念时深入浅出的师者属性,应用在这种常识上实在太浪费时间。安小轩有点不耐烦了,为了让他赶紧说到重点,决定积极配合一下:“…但是一个粒子为什么能按照干涉模式指定的概率来行动呢?比如说它从右边的缝里穿了过去,它怎么能够知道自己应该有90%的机会出现在那些亮纹区呢——要知道,狭缝间距不同,亮纹区的位置也完全不同。对于极其微小的电子来说,两条缝之间的距离几乎相当于太平洋之于我们的距离,它怎么可能得知精确距离并且算出那些亮纹的位置呢?”
柳辰看上去很满意。不知道是不是错觉,安小轩觉得他连眉头都舒展了些,只听他谆谆善诱道:“更奇怪的是,假如在它进入右边狭缝前的那一刹那,有人关闭了另一道狭缝——这时候只有单缝,就不存在那些干涉条纹了——电子立刻就从干涉模式转换成了普通模式,也就是说,只有一条亮纹了。”
“微小的电子如何能够瞬间作出反应,修改自己的概率分布呢?”
“原因很简单,”安小轩无奈地说,模仿着科普节目主持人的语气,“如果电子是一个在空间中扩散开去的波——也就是说它同时穿过了两条狭缝——那么当你关闭一个狭缝的时候,显然也就阻挡了一部分波的路径。这时候干涉条件不满足,根据波的性质,确实就是得出那样的结果。”
“没错。但一个既是粒子又是波的东西到底是怎样的存在?为什么击中屏幕的时候,扩散而连续的波会突然变成了一个小点?”
“唔……所以人们还是决定用实验证明一下它到底是什么:他们在两道狭缝处都放上了‘观察者’——就是某种能记录是否有东西(不管是粒子还是波)通过的仪器——如果是粒子,只会有一个‘观察者’检测到,而如果是波,则两处同时会检测到。”
“你知道结果是什么吗……”安小轩当然知道,所以觉得柳辰这种吊人胃口的语气十分滑稽,“……一旦我们展开这种测量的时候——或者说一旦路径上出现了‘观察者’——干涉条纹也就消失了……”
终于要进入正题了吧。安小轩迫不及待地替他总结了,“所以说,当不存在‘观察者’的时候,基本粒子呈现出波的特性,弥散在整个空间中;而一旦我们对它进行观测活动,它立马瞬间坍缩成一个粒子——它们的特性,很大程度上取决于是否被观测了,以及观察者的强弱。”
“可是这些基本粒子……它们怎么知道哪些东西是观察者?它们怎么猜出附近是强观察者还是弱观察者?”冗长的铺垫之后,柳辰终于抛出了他的今日问题。
“唔……”安小轩转了转眼珠,“观察者的基本特征是‘意识’,对吧?比如挡板和屏幕一直存在,但是毫不影响粒子的行为。只有类似人这种有意识的东西存在,才……”
看到柳辰点了点头,她直接跳过了后半句,“那你说,意识会不会也是一种实际存在的场?一种可以和这些基本粒子——也就是我们这个真实的世界——相互作用的场?基本粒子不需要‘猜’观察者是强还是弱,因为场就在那里。”安小轩顿了顿又补充道,“就像光线不用知道太阳和地球的质量就能做出精确的弯折,因为不同质量的东西造成的时空扭曲本来就是不一样的。”
“意识也是一种实际的场……”柳辰低头陷入了沉思,“好像挺有道理的,我觉得这个思路值得一试……”
鸦雀无声中,安小轩想起她来这里的正事还没做。不过没等她开口,柳辰突然又抬起了头,“哦对,我差点都忘了!”他说着拉开抽屉取出一枚精致的戒指,“你的秘钥。”
戒指设计的简洁大气,和艾逸以及柳辰手上的都很像,只不过更纤细一些。安小轩接过来顺手套在中指上试了试,尺寸正合适,非常有质感。
“谢了。”她说。然后一抬头,徐诺正站在窗外,一脸不可置信地盯着她。
面再摆上一块屏幕来接收穿过来的光线。十岁的小朋友们大多会猜测屏幕上应该出现两道光亮的条纹——分别是从两条狭缝中漏过来的嘛——但事实却是,挡板后会出现一系列明暗交替的条纹(“一系列”当然意味着远远不止两道)。
公元时代的物理大师们为此争论了很久,最后提出了“波粒二象性”这么个和稀泥的解决方案。简单地说,就是光子同时也具有波的属性,因此穿过狭缝的两道光会像水面上的两处涟漪一样:有些地方波峰与波峰相遇,互相加强形成亮纹;另一些地方则波峰与波谷相抵消,产生暗纹。根据“光也是波”这个假定可以推导出一个十分简单的公式,然后根据两道狭缝的间距就能准确算出明暗条纹的位置(间距越大,条纹越密)。
“你打算去当幼儿园老师了?”安小轩绕着这个给低龄学童用的教具转了一圈,没看出什么名堂来。
“量子物理实在太匪夷所思了。”柳辰依然是皱着眉头的那个表情,就跟被胶水固定住了一样,“我的大一统理论还是解释不了啊。”
安小轩同情地点了点头表示理解,又仔仔细细查看了一下,发现这是台发射电子的干涉仪——不过并没有什么本质差别,电子同样具有波粒二象性——而且好像确实比基础学校里的教具稍微精密一些。
“我知道这是常识,不过我只是想引出话题…”柳辰书生气十足地说,“你知道,当我每对着挡板发射一个电子,它最终总会在屏幕的某个位置上砸出一个点来——这表现了电子的粒子属性。”
安小轩没吭声,示意他继续。
“但假如它是粒子的话,每次必定只能选择通过其中的一条狭缝:要么左边,要么右边……那么最终我们看到的应该是屏幕上出现了两坨电子,而不是这样规律的干涉条纹。”
柳辰讲概念时深入浅出的师者属性,应用在这种常识上实在太浪费时间。安小轩有点不耐烦了,为了让他赶紧说到重点,决定积极配合一下:“…但是一个粒子为什么能按照干涉模式指定的概率来行动呢?比如说它从右边的缝里穿了过去,它怎么能够知道自己应该有90%的机会出现在那些亮纹区呢——要知道,狭缝间距不同,亮纹区的位置也完全不同。对于极其微小的电子来说,两条缝之间的距离几乎相当于太平洋之于我们的距离,它怎么可能得知精确距离并且算出那些亮纹的位置呢?”
柳辰看上去很满意。不知道是不是错觉,安小轩觉得他连眉头都舒展了些,只听他谆谆善诱道:“更奇怪的是,假如在它进入右边狭缝前的那一刹那,有人关闭了另一道狭缝——这时候只有单缝,就不存在那些干涉条纹了——电子立刻就从干涉模式转换成了普通模式,也就是说,只有一条亮纹了。”
“微小的电子如何能够瞬间作出反应,修改自己的概率分布呢?”
“原因很简单,”安小轩无奈地说,模仿着科普节目主持人的语气,“如果电子是一个在空间中扩散开去的波——也就是说它同时穿过了两条狭缝——那么当你关闭一个狭缝的时候,显然也就阻挡了一部分波的路径。这时候干涉条件不满足,根据波的性质,确实就是得出那样的结果。”
“没错。但一个既是粒子又是波的东西到底是怎样的存在?为什么击中屏幕的时候,扩散而连续的波会突然变成了一个小点?”
“唔……所以人们还是决定用实验证明一下它到底是什么:他们在两道狭缝处都放上了‘观察者’——就是某种能记录是否有东西(不管是粒子还是波)通过的仪器——如果是粒子,只会有一个‘观察者’检测到,而如果是波,则两处同时会检测到。”
“你知道结果是什么吗……”安小轩当然知道,所以觉得柳辰这种吊人胃口的语气十分滑稽,“……一旦我们展开这种测量的时候——或者说一旦路径上出现了‘观察者’——干涉条纹也就消失了……”
终于要进入正题了吧。安小轩迫不及待地替他总结了,“所以说,当不存在‘观察者’的时候,基本粒子呈现出波的特性,弥散在整个空间中;而一旦我们对它进行观测活动,它立马瞬间坍缩成一个粒子——它们的特性,很大程度上取决于是否被观测了,以及观察者的强弱。”
“可是这些基本粒子……它们怎么知道哪些东西是观察者?它们怎么猜出附近是强观察者还是弱观察者?”冗长的铺垫之后,柳辰终于抛出了他的今日问题。
“唔……”安小轩转了转眼珠,“观察者的基本特征是‘意识’,对吧?比如挡板和屏幕一直存在,但是毫不影响粒子的行为。只有类似人这种有意识的东西存在,才……”
看到柳辰点了点头,她直接跳过了后半句,“那你说,意识会不会也是一种实际存在的场?一种可以和这些基本粒子——也就是我们这个真实的世界——相互作用的场?基本粒子不需要‘猜’观察者是强还是弱,因为场就在那里。”安小轩顿了顿又补充道,“就像光线不用知道太阳和地球的质量就能做出精确的弯折,因为不同质量的东西造成的时空扭曲本来就是不一样的。”
“意识也是一种实际的场……”柳辰低头陷入了沉思,“好像挺有道理的,我觉得这个思路值得一试……”
鸦雀无声中,安小轩想起她来这里的正事还没做。不过没等她开口,柳辰突然又抬起了头,“哦对,我差点都忘了!”他说着拉开抽屉取出一枚精致的戒指,“你的秘钥。”
戒指设计的简洁大气,和艾逸以及柳辰手上的都很像,只不过更纤细一些。安小轩接过来顺手套在中指上试了试,尺寸正合适,非常有质感。
“谢了。”她说。然后一抬头,徐诺正站在窗外,一脸不可置信地盯着她。