综述

近百年来人类科技取得了飞速发展,很大程度上要归功于物理学家。正是由于物理学家给出的基础定律,才帮助科学家们取得了不少科研成果。

像我们熟知的物理学家爱因斯坦以及薛定鄂都是那种万里挑一的聪明人,可就是这样一个聪明的群体却被一件事情困扰,那就是双缝实验

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起初这个实验就是为了证明光的特性而设立的。

由实验结果我们得知光是由粒子构成的,而且传播的方式类似于波纹,这说明光具有波粒二象性

之后科学家还对这个实验进行了改进,可正当用摄像机观察的时候却有了意想不到的发现。这个发现甚至让一些科学家质疑这个世界会不会是虚拟出来的?

早期人类对光的猜想

光是我们每天都会接触到的,无论是夜晚的灯光,月光,还是白天的阳光都已经司空见惯了。很少有人会对这常见的事物产生思考,可是在17世纪一些勇于探索的物理学家就开始思考光究竟是怎样的一种物质?

那时人们认为光有可能是一个个微小的粒子组成的,比方说手电筒中发出的光其实就可以看作无数个微小的粒子在朝着前方做极速运动。当然这个想法只停留在猜测上,人们还没有足够的证据证明光就是由粒子组成的。

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除此之外人们也猜想光传播的时候是什么样子的?

那时有人推测光的传播类似于波会产生周期性的运动。直到后来一位科学家设计出了一个著名实验,证明光是由粒子组成的而且传播过程会呈现波纹状。

双缝实验的出现

这个实验就是我们熟知的双缝实验,虽说看起来一个很简单的实验,但是却能把光的特性以及其构成解释的简单明了。

光就是一种微小的粒子在空中传播,其传播途径类似于水中的波纹。后来人们把这个特性写进了课本,直到如今都在被广泛教学。

搞清楚光的特性之后,科学家们将会研究光传播的规律,于是在这个实验的基础上进行了改进,以此来帮助科学家们更好的了解光的特点。但是在实验过程当中却出现了令人意想不到的事情,让科学家们认识到宇宙还有许多不确定性。

摄像机下的双缝实验

一开始科学家通过仪器把光子一粒粒发射出来,之后穿过两个缝隙投射的一个面板上。光子均匀地穿透了缝隙,并形成了干涉,和科学家料想的一样。

接下来科学家准备了特制的相机,要对光子的传播进行拍摄已找出其运行的规律。

当摄像机打开的时候,光子似乎意识到人类在进行拍摄,马上改变了传播轨迹。投射出去的两束光变为了一束,此时光的波纹特性消失只保留了粒子特性。接下来科学家关闭了摄像机,继续重复刚才的实验。此时的光又开始变为两竖,并产生干涉,呈现出波纹与粒子的双重特性。

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在物理学中很多定律都是一成不变的,怎么这小小的光子却不断改变着传播方式呢?难道光子也可以思考,在你观察的时候用一种方式传播,而你不观察它的时候就改变了传播方式?

这根本不符合基本的物理学定义呀,假如这样那之前奠定的物理基础将会漏洞百出。之后,这名科学家就把自己发现的这个怪现象发表了论文与世界许多科学家分享。

这下子整个物理界乃至科学界都轰动了,几百年来人们都认为物理学是一成不变的规律。比方说物体从高处落下就是因为万有引力造成的。假如没有物理规律,那么这个物体从高处落下就可能从别的方向飞走,甚至向上飞行。

这种场景恐怕只会出现在魔幻电影中吧!科学家们不想承认这个事实,但事实摆在眼前又作何解释呢?

被质疑的真实世界

这个有趣的现象后来被人笼统的概括为观察者效应,大致意思就是,当你观察一种物质的时候它会呈现一种状态,当你不观察它的时候则会呈现另一种状态。

这显然在物理界是说不通的,有人还做了一个形象的比喻。

一个盒子里面有一瓶药,还有一只猫。假如猫把瓶子碰洒,那么就会死掉,如果瓶子没被碰洒猫泽没有事。这时把盒子盖上,猫在外人看来有两种状态。一种是活着的状态,另一种是死了的状态。

这两种状态只有一种是真实的,不可能存在这只猫既活着又死了的状况。

当你打开盒子之后要么是看到活的猫,要不是看到死的猫,这个假设被称为薛定鄂的猫

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由此引申到微观粒子,说明任何粒子都是有其形态与运行规律的,如果形态和运行规律可以任意改变除非这个粒子是虚拟出来的。

这让人开始质疑这个世界的真实性,连基本的物理规律都不存在,难道这个世界真的如科幻小说写的是虚拟出来的吗?

我们在玩电脑游戏的时候会看到里面的人物栩栩如生,其实这都是计算机运行的结果。那么我们的世界会不会是更高等级的文明虚拟出来的呢?

物理还有很长的路要走

从一开始提出物理学的概念到现在无非是经历了几百年,而物理学辉煌的时间正是爱因斯坦等物理学家集体亮相。当时物理学取得了很多突破,让现在的科学家都在沿用当年的物理知识。可是近100年来,物理学似乎停滞不前了。

这也给人类探索宇宙,突破科技瓶颈带来了许多困境。希望我们这一代人努力学习物理,在不久的将来能让物理更进一步。到那时人类才有希望更进一步去研究整个世界乃至整个宇宙。