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第589章 量子力学大成!接连提问!实验升级

第589章 量子力学大成!接连提问!实验升级!引入观察者!震撼全场!

会议室内。

所有人的脸上充满了震撼和迷茫。

匪夷所思的单电子双缝干涉实验,就这么活生生展现在面前,颠覆了三观。

而布鲁斯教授的解释更是令他们目瞪口呆。

一时间,大部分人都没有反应过来。

而他们的眼中,此刻布鲁斯教授不再霸天绝地,反而是神秘莫测。

“那个男人简直像是造物主在玩弄世界一般!”

“物理学领域到底还有多少匪夷所思的事情?”

看着众人的表情,李奇维内心也十分感慨。

至此,量子力学的所有经典内容全部出现。

这些内容是普通人只要认真研究,就能理解的部分。

从更高的角度重新审视量子力学,就会有新的感悟。

量子力学的两大核心理论是薛定谔的波动力学和海森堡的矩阵力学。

矩阵力学是完全从经典力学的角度研究量子,描述的是量子客体的粒子性,没有包含任何波的性质。

粒子性就是物质性,表现为有动量等力学量,能产生碰撞、轨迹等物质现象。

电子、质子等微观粒子,能够像真实的物质那样,与其它物质发生碰撞等相互作用。

并且粒子的动量和位置还满足不确定性原理。

波动力学的内涵就比较丰富了。

在今天之前,物理学界一直把波动力学当成描述量子客体的波动性,和矩阵力学矛盾对立。

但其实这种说法是不严谨的。

波动力学的核心就是薛定谔方程。

而薛定谔方程的核心是其中的波函数ψ。

按照现有的理解,波函数ψ描述的量子的状态】随着时间的变化。

这里的状态包括量子的位置空间分布、动量等力学量,很明显,这些都是经典物理中粒子才有的概念。

因此,薛定谔方程其实也默认了量子具有粒子的性质。

只不过粒子的性质不是像经典力学中那样确定的。

比如,用经典力学的思维描述电子,可以说此刻电子在a处,动量是1。

但是在量子力学中,电子在a处】不是确定的,而是一个概率。同样,电子的动量是多少,也是一个概率,所以才导致了不确定性原理。

这个概率的具体数值,等于波函数ψ的绝对值的平方ψ,这就是概率解释。

此外,量子状态的概率分布就像波动一样,所以被称为概率波。

最神奇的是,这种虚幻的概率波能像真实的机械波、电磁波那样,发生干涉、衍射等现象。

然而,你可能会提出一个问题:

“既然量子的状态,以电子的位置为例,是不确定的,它具体在空间中的哪个位置是概率性的。”

“那为什么在现实中做各种碰撞实验时,我们可以确定电子的位置呢?”

“比如电子撞击到显示屏时,它就被固定在那个位置了。”

“从不确定到确定的这个过程,到底发生了什么?”

这时,就该互补原理出马了。

根据互补原理,波动性和粒子性都不能单独描述量子客体的全貌。

物质的波粒二象性是一个整体。

如果想知道单个量子的性质,就必须对它进行测量。

但每次测量,只能得到某一个方面的性质。

用波动的手段就会测出波动的性质,用粒子的手段就会测出粒子的性质。

但无论如何,不可能同时测量出量子的波动性和粒子性。

所以,在测量以前,可以认为量子处于波动和粒子的迭加态之中。

而一旦测量,就会使得迭加态变成确定的本征态,这就是波函数坍缩。

有了这些理论后,再来看电子的位置情况。

在没有测量前,电子的位置是一个迭加态。

所以它可以出现在任何的位置。

比如,出现在a处的概率是0.3,b处的概率是0.2,c处的概率是0.1。

一旦对它进行测量,比如用光子去撞击电子,根据反馈后的光子的状态完成测量。

那么此时的电子就会瞬间从位置迭加态,发生波函数坍缩,处于一个确定的位置本征态。

而它出现的具体位置,和概率数值大小没关系,可以在a,也可以在c,甚至还可以在d。

但是!

重点来了!

虽然一个电子坍缩后出现的位置没有规律。

但是当大量电子先后按照同样的条件发生波函数坍缩后,情况就变了。

比如,此刻有10亿个电子,先后发生位置的波函数坍缩。

那么统计它们出现的位置,就会惊人地发现:

出现在a处的电子有3亿个,b处有2亿个,c处有1亿个。

大量电子的位置分布,符合波函数的计算!

而这,就是单电子双缝实验出现干涉条纹的原理。

此刻,在场的诸多大佬还在消化之中。

以他们的智商,李奇维根本不需要讲的太细。

大佬们之所以一时间难以接受,是因为还不熟悉互补原理。

一旦想通之后,这个实验也就没什么神奇之处了。

当前,前提是认可布鲁斯诠释的内容。

如果像爱因斯坦、薛定谔那样,死不承认,就确实没办法理解了。

这时,李奇维看到玻尔、海森堡、泡利三人的脸上竟然露出了笑容。

他笑着问道:

“玻尔,看来你理解了这个实验。”

玻尔笑着说道:

“是的,教授。”

“如果认可互补原理,那么这个实验还是很容易理解的。”

玻尔的话引起一阵惊呼!

要是不懂的人听了,肯定觉得玻尔在吹牛逼。

但是在场的都是物理学的大佬,他们清楚玻尔的天赋。

海森堡更是大肆地吹捧道:

“布鲁斯教授,李氏双缝干涉实验一定会成为物理学史上最美的实验!”

哗!

海森堡的脸皮也变厚了,竟然直接称呼李氏双缝实验。

这马屁拍的都快上天了。

就连李奇维也忍不住露出笑容。

“孺子可教也。”

“他托马斯·杨能命名,我布鲁斯·李难道不行?”

奇怪的是,众人竟然没有半点觉得不妥的地方。

以这个实验的重要程度,以布鲁斯教授如今的地位,李氏双缝实验名副其实。

甚至如果真的有评选活动,至少他们会投这个实验一票。

就在众人相互讨论交流,试图彻底搞懂实验背后的原理时。

安静了好一会儿的爱因斯坦却突然开口了。

“布鲁斯,我有一个问题。”

哗!

众人闻言皆是一惊!

“难道爱因斯坦教授发现了什么?”

不少人立刻进入吃瓜模式。

他们非但没有轻视爱因斯坦教授,反而觉得幸亏今天有对方的参与。

否则,哪里能看到如此精彩的学术论道!

在今天这个场合,哪怕论道失败也是一种荣誉!