一个简单的物理实验，却向我们展示了一个科学无法解释的神秘现象
探索宇宙说
09-02 15:34百+计划作者
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本文参加百家号科学#了不起的基础科学#系列征文
人类自从5000年前有了文字之后，就进入了文明时代。同时也开始了对这个世界的不断探索，而真正让人类文明飞跃式发展的时期，是数百年前工业革命的开始，人类走进了科技发展的时代。
科技的快速发展离不开科学这一门伟大的学问，科学由很多的学科，揭密认知这个世界的主要学科是物理，正是人类走进科技时代之后，物理的快速发展，才让人类对世界万物的本质有了更多的认知，同时物理的快速发展也让人类实现了飞天的梦想，走出地球探索宇宙。
这也是为什么很多人喜欢物理这门学科的重要原因，因为它可以帮助人类更多地了解世界，甚至在未来帮助人类探索到宇宙的终极奥秘。不过，在物理学中，未知的东西永远比已知的多。人类虽然对物理方面有了巨大的进步，但是仍然有很多的现象我们无法解释。今天我们要讲的就是一个高中时代非常简单物理实验。
虽然是一个简单的物理实验，可是却向我们展示了一个科学无法解释的神秘现象。相信很多朋友都知道双缝干涉试验，这是高中物理课上的入门级知识，相信每一位理科生都应该做过这个实验。
这个实验非常简单，我们准备一个蜡烛，在蜡烛后面放置一块只有一条长缝隙的挡板，这个挡板的作用是让蜡烛发出的光先衍射，变成一束稳定的相干光源，这样可以排除干扰，能更清晰地观察到试验结果。然后在后面放置一块有两条长缝隙的挡板，第二块挡板的作用是让相干光变成同样的两列光源，这两列光源发生干涉，相位相同效果就加强，相位有差就抵消，最后再放置一块黑色屏幕，承接干涉产生的明暗条纹。
通过这个实验，老师告诉我们光具有波粒二象性，也就是说光既是一种波也是粒子。对于光这种物质相信大家不会陌生，我们每天都在跟它打交道，它的速度是恒定的光速，是人类所见的最快速度，其它物质的物质只能无限接近光速。
可能在很多人看来，双缝干涉试验是非常简单的实验，向我们证明了光的波粒二象性。可是谁也不会想到，这个看似简单的试验最后却成为了科学界的一大难题，至今无法对它进行破解，这是怎么一回事？
波粒二象性不仅存在于光子中，质子、电子和其它基本粒子都具有这种特性，它们即是一种粒子也是一种波。所以用电子进行双缝干涉实验，也会出现明暗的纹路，并且电子更容易观察。
因此，科学家做双缝干涉试验的时候用的就是电子，而且是单个电子，因为这样更容易观察光的特性。物理学家克劳斯用电子发射器对着双缝挡板的其中一条缝发射了单个电子。一个电子发出后间隔微小的时间再发出第二个电子，没想到也能出现明暗条纹。要知道，之前用蜡烛作为光源是一大堆粒子同时通过双缝，而单独一个电子通过双缝也能产生明暗条纹，则说明一个电子是同时通过了两条缝，自己和自己发生干涉。
电子发射通过双缝变成了波，这不难理解也证明了电子也具有波粒二象性。可是接下来的实验确让科学家失去了镇定。为了更好的记录观察电子通过双缝的过程，科学家在双缝前安装了粒子摄像头。可是诡异的一幕发生了，这个时候电子发射器发出的电子，到达屏幕上后只剩下了一个点，波纹消失了。
这说明电子并没有同时穿过双缝，电子只呈现它粒子的一面，而没有展现出波的一面。这是怎么回事？当科学家撤走粒子摄像头后，屏幕上的明暗纹路又出现了，再安装上的时候，纹路又消失了。这表明对电子进行观察会影响电子的状态，电子是粒子还是波，取决于外界的观察。
这种情况，在科学家的探索研究生涯中还是头一次遇见，以前的研究探索，即使研究微观世界也可以通过粒子探测器进行记录跟踪观察，将观测过程保存以来可以更好地进行研究。可是电子的波粒二象粒却无法通过探测器进行跟踪观察存储，只能是我们通过肉眼在外界观察，一旦有探测器参与进行，电子的波的一面立马消失。
这种诡异的现象仿佛电子是有生命的，被人发现了就变成粒子态，没被发现就偷偷变成波态，完全颠覆了认知。为了进一步解释这种现象，科学家设计了延迟实验，但结果更是毁三观。
前面的观察是电子未通过挡板前发生的，这一次科学家准备将粒子摄像头放到挡板的后面。如果电子是因为穿过挡板前发现了探测器而进行的变数，那么当粒子通过挡板，已经完成了波粒二象性的事实之后，是否就能够被粒子探测器进行观测呢？
延迟实验的原理相当于把探测器移到了挡板和屏幕之间，让粒子先做出选择然后再观察。当单子电子通过挡板后，瞬间开启探测器，这个时候电子已经通过双缝形成了事实，按道理来说，它应该会在屏幕上表现出波粒二象性。可是结果却让人们再次震惊，这个时候屏幕上的干涉条纹消化，仍然只剩下一个亮点。波的特征再一次消失，这相当于因果关系颠倒了。
双缝干涉试验表现出的这种神秘现象在科学界引起了很大的轰动，很多的科学家也进行了大量的实验，不管如何操作，只要是有粒子类的探测器加入进去，光子，电子等的波纹都全部消化，最后只剩下粒子的特性。可是当粒子探测器关闭的时候，干涉波纹又重新出现了。
这与宏观世界的法则完全相反，对于这种诡异的现象，目前科学家也没能给出合理正确的解释。虽然不少科学家猜测，会不会是粒子探测器的某种物质干扰到了光子的传输？可是换做其它类型的摄像头，探测器，试验结果仍然是一样的。
有可能光子，电子等粒子远比我们想象的要复杂，就拿光子来说，虽然现在科学的观点是具有波粒二象性，可这个结论是否完全正确，科学家也不敢100%肯定。可能在这个实验的诡异现象没有出现之前，光子的波粒二象性地位是毫不动摇的。可是诡异的实验现象出现之后，科学家就不敢完全肯定了，有可能光子还有第三种特征，正是这种特征才出现了这种诡异的波消失重现的神秘现象。
不过，科学是不断向前发展，相信随着人类科技的快速发展，未来必然会破解造成这种诡异现象的原因是那什么，那个时候可能人类对光子，电子的特征会有更新的认知。
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本文参加百家号科学#了不起的基础科学#系列征文
人类自从5000年前有了文字之后，就进入了文明时代。同时也开始了对这个世界的不断探索，而真正让人类文明飞跃式发展的时期，是数百年前工业革命的开始，人类走进了科技发展的时代。
科技的快速发展离不开科学这一门伟大的学问，科学由很多的学科，揭密认知这个世界的主要学科是物理，正是人类走进科技时代之后，物理的快速发展，才让人类对世界万物的本质有了更多的认知，同时物理的快速发展也让人类实现了飞天的梦想，走出地球探索宇宙。
这也是为什么很多人喜欢物理这门学科的重要原因，因为它可以帮助人类更多地了解世界，甚至在未来帮助人类探索到宇宙的终极奥秘。不过，在物理学中，未知的东西永远比已知的多。人类虽然对物理方面有了巨大的进步，但是仍然有很多的现象我们无法解释。今天我们要讲的就是一个高中时代非常简单物理实验。
虽然是一个简单的物理实验，可是却向我们展示了一个科学无法解释的神秘现象。相信很多朋友都知道双缝干涉试验，这是高中物理课上的入门级知识，相信每一位理科生都应该做过这个实验。
这个实验非常简单，我们准备一个蜡烛，在蜡烛后面放置一块只有一条长缝隙的挡板，这个挡板的作用是让蜡烛发出的光先衍射，变成一束稳定的相干光源，这样可以排除干扰，能更清晰地观察到试验结果。然后在后面放置一块有两条长缝隙的挡板，第二块挡板的作用是让相干光变成同样的两列光源，这两列光源发生干涉，相位相同效果就加强，相位有差就抵消，最后再放置一块黑色屏幕，承接干涉产生的明暗条纹。
通过这个实验，老师告诉我们光具有波粒二象性，也就是说光既是一种波也是粒子。对于光这种物质相信大家不会陌生，我们每天都在跟它打交道，它的速度是恒定的光速，是人类所见的最快速度，其它物质的物质只能无限接近光速。
可能在很多人看来，双缝干涉试验是非常简单的实验，向我们证明了光的波粒二象性。可是谁也不会想到，这个看似简单的试验最后却成为了科学界的一大难题，至今无法对它进行破解，这是怎么一回事？
波粒二象性不仅存在于光子中，质子、电子和其它基本粒子都具有这种特性，它们即是一种粒子也是一种波。所以用电子进行双缝干涉实验，也会出现明暗的纹路，并且电子更容易观察。
因此，科学家做双缝干涉试验的时候用的就是电子，而且是单个电子，因为这样更容易观察光的特性。物理学家克劳斯用电子发射器对着双缝挡板的其中一条缝发射了单个电子。一个电子发出后间隔微小的时间再发出第二个电子，没想到也能出现明暗条纹。要知道，之前用蜡烛作为光源是一大堆粒子同时通过双缝，而单独一个电子通过双缝也能产生明暗条纹，则说明一个电子是同时通过了两条缝，自己和自己发生干涉。
电子发射通过双缝变成了波，这不难理解也证明了电子也具有波粒二象性。可是接下来的实验确让科学家失去了镇定。为了更好的记录观察电子通过双缝的过程，科学家在双缝前安装了粒子摄像头。可是诡异的一幕发生了，这个时候电子发射器发出的电子，到达屏幕上后只剩下了一个点，波纹消失了。
这说明电子并没有同时穿过双缝，电子只呈现它粒子的一面，而没有展现出波的一面。这是怎么回事？当科学家撤走粒子摄像头后，屏幕上的明暗纹路又出现了，再安装上的时候，纹路又消失了。这表明对电子进行观察会影响电子的状态，电子是粒子还是波，取决于外界的观察。
这种情况，在科学家的探索研究生涯中还是头一次遇见，以前的研究探索，即使研究微观世界也可以通过粒子探测器进行记录跟踪观察，将观测过程保存以来可以更好地进行研究。可是电子的波粒二象粒却无法通过探测器进行跟踪观察存储，只能是我们通过肉眼在外界观察，一旦有探测器参与进行，电子的波的一面立马消失。
这种诡异的现象仿佛电子是有生命的，被人发现了就变成粒子态，没被发现就偷偷变成波态，完全颠覆了认知。为了进一步解释这种现象，科学家设计了延迟实验，但结果更是毁三观。
前面的观察是电子未通过挡板前发生的，这一次科学家准备将粒子摄像头放到挡板的后面。如果电子是因为穿过挡板前发现了探测器而进行的变数，那么当粒子通过挡板，已经完成了波粒二象性的事实之后，是否就能够被粒子探测器进行观测呢？
延迟实验的原理相当于把探测器移到了挡板和屏幕之间，让粒子先做出选择然后再观察。当单子电子通过挡板后，瞬间开启探测器，这个时候电子已经通过双缝形成了事实，按道理来说，它应该会在屏幕上表现出波粒二象性。可是结果却让人们再次震惊，这个时候屏幕上的干涉条纹消化，仍然只剩下一个亮点。波的特征再一次消失，这相当于因果关系颠倒了。
双缝干涉试验表现出的这种神秘现象在科学界引起了很大的轰动，很多的科学家也进行了大量的实验，不管如何操作，只要是有粒子类的探测器加入进去，光子，电子等的波纹都全部消化，最后只剩下粒子的特性。可是当粒子探测器关闭的时候，干涉波纹又重新出现了。
这与宏观世界的法则完全相反，对于这种诡异的现象，目前科学家也没能给出合理正确的解释。虽然不少科学家猜测，会不会是粒子探测器的某种物质干扰到了光子的传输？可是换做其它类型的摄像头，探测器，试验结果仍然是一样的。
有可能光子，电子等粒子远比我们想象的要复杂，就拿光子来说，虽然现在科学的观点是具有波粒二象性，可这个结论是否完全正确，科学家也不敢100%肯定。可能在这个实验的诡异现象没有出现之前，光子的波粒二象性地位是毫不动摇的。可是诡异的实验现象出现之后，科学家就不敢完全肯定了，有可能光子还有第三种特征，正是这种特征才出现了这种诡异的波消失重现的神秘现象。
不过，科学是不断向前发展，相信随着人类科技的快速发展，未来必然会破解造成这种诡异现象的原因是那什么，那个时候可能人类对光子，电子的特征会有更新的认知。
