綜述在世界上,究竟什么才是絕對的真理存在?人類在高速發(fā)展之中構(gòu)建出了完整的人類文明世界,在人類文明之中,我們奉“科學(xué)”為最高宗旨。我們認(rèn)為,在物質(zhì)世界中,唯物主義是最為正確的,世界上的所有物質(zhì)存在都是有科學(xué)依據(jù)的。面對虛無縹緲的神學(xué)以及唯心主義,大部分人都是持懷疑態(tài)度的,認(rèn)為在世界上,根本沒有所謂“神”的存在。那么事實真的如此嗎?歷史上的雙縫干涉實驗似乎就打破了這個固有的觀念,在我們的世界上,也許科學(xué)的盡頭便是神學(xué)。
雙縫干涉實驗實驗與理論都是推動人類文明發(fā)展的重要“武器”。在歷史上,我們曾經(jīng)做過多次的實驗去印證理論的正確。因此,實驗之于理論,也是相輔相成的。歷史上著名的雙縫干涉實驗也不例外。雙縫干涉最初的實驗?zāi)康氖怯糜谡故竟庾踊蛘唠娮拥任⒂^物體所呈現(xiàn)的波動性和粒子性。但在各界科學(xué)家對雙縫干涉實驗結(jié)果展開深究后,它所得出的理論,是為人們所不能接受的。
在了解雙縫干涉實驗之前,我們得先熟悉一下當(dāng)時物理學(xué)界對“光”的定義。歷史上,麥克斯韋曾經(jīng)利用方程對電磁波做出了計算,解開了關(guān)于電磁波的秘密。人們發(fā)現(xiàn),電磁波的運(yùn)行速度實際上和光是一樣的,所以在此之下,人們給光也下了一個著名的定義:光是一種波。但同時,在物理學(xué)界中也有許多人信奉牛頓所給出的觀點——光是一種粒子。所以對于光的定義,物理學(xué)界中也一直存在爭議。
在此背景之下,1807年一位名為托馬斯·楊的英國科學(xué)家便發(fā)起了著名的雙縫干涉實驗,去尋求光的實質(zhì),所以雙縫干涉實驗也叫作楊氏雙縫實驗。雙縫干涉實驗的過程實際上是很簡單的。當(dāng)時托馬斯·楊利用一個點燃的蠟燭以及一塊被割開兩處的遮擋板、一面屏幕便做起了實驗。托馬斯·楊首先先把蠟燭擺在遮擋板后,然后點燃蠟燭觀測屏幕上光所形成的條紋。
實驗原理實際上是很簡單的,如果光是一種粒子,那么在這種情況下便會直接透過縫隙投影在屏幕之上,成為明暗相間的條紋。但如果光是一種波,那么便很可能會隨機(jī)通過左邊或是右邊的縫隙到達(dá)屏幕之上。最后的實驗結(jié)果讓所有人都大為震驚,在屏幕上,干涉條紋出現(xiàn)了,那么這項研究也證明,光確實是一種波。雙縫干涉實驗將微觀世界的疊加態(tài)以及不確定性在人們面前展示得淋漓盡致。
迭代升級的實驗盡管實驗結(jié)果已經(jīng)證明光是一種波,但是物理學(xué)界對這項實驗結(jié)果依舊抱有懷疑。著名的物理學(xué)家愛因斯坦便曾經(jīng)提出,光還是具有粒子性的。隨著爭議的不斷升級,物理學(xué)界也有許多物理學(xué)家對雙縫干涉實驗做出了“迭代升級”。在1909年的時候,英國物理學(xué)家杰弗里·泰勒便對雙縫實驗重新做出了調(diào)整升級。他將發(fā)射光源的強(qiáng)度做出了調(diào)整,確保每次只有一個光子能夠通過雙縫板。
按照常理來說,在實驗的屏幕上應(yīng)該是出現(xiàn)兩條亮斑才會符合原本所預(yù)想的結(jié)果,但是令杰弗里·泰勒沒想到的是,干涉條紋還是出現(xiàn)了。百思不得其解之下,泰勒只能給出“光是與自己發(fā)生干涉”的理論對外界做出解釋。在此之后,上世紀(jì)70年代,人們又對雙縫實驗做出了升級,這時候,人們在實驗基礎(chǔ)上加了一個監(jiān)視儀器來觀察光。
但是奇怪的事情還在發(fā)生,當(dāng)監(jiān)視儀器打開時,屏幕上便不會出現(xiàn)干涉圖樣。而當(dāng)監(jiān)視儀器關(guān)閉時,屏幕上又會出現(xiàn)干涉條紋。這就仿佛光是知道我們在觀察它一樣,會隨著人類的觀測而改變自己的“選擇”。隨著實驗的不斷升級,量子擦出實驗在歷史上出現(xiàn)了。但是不管人類怎么做,干涉條紋都會出現(xiàn)。原本簡單的物理實驗開始挑戰(zhàn)人們對世界的認(rèn)知,原本的“因果律”也在實驗過程中得到了挑戰(zhàn),對于物質(zhì)世界,人們產(chǎn)生了懷疑。
實驗的恐怖性對于實驗所產(chǎn)生的結(jié)果,人們給出了兩種懷疑。一種便是光能夠改變過去,在儀器開起來的時候,光能夠改變之前的形態(tài)。另一種便是光能夠自主做出選擇,選擇自己是成為波還是粒子。無論是哪種解釋,都對人們的認(rèn)知產(chǎn)生了巨大的影響。所以在物理學(xué)界中,也有科學(xué)家提出,實際上自己從未懂過世界,也從未了解過量子力學(xué)。
在微觀世界中,很可能會出現(xiàn)“先有果,后有因”的現(xiàn)象。如果將這種理論放大到我們的宏觀世界中,那么便會代表著我們的世界實際上是被定死的。也許在宇宙深處,人類才剛剛經(jīng)歷一場滅亡,只是我們觀測不到。我們的世界可能是由一串代碼構(gòu)成的,所謂的自由意識在既定程序之下也不過是假的。我們的世界,也許從未被我們了解過。
結(jié)語在宇宙中,什么是科學(xué)?科學(xué)是能夠被人類所定義的嗎?事實上,通過雙縫干涉實驗,我們了解到了微觀粒子的“恐怖之處”,也許科學(xué)的盡頭真的是神學(xué),我們在觀察粒子的時候,粒子也在對我們做出觀察。