第六十二章 诡异的双缝干涉实验（为单身狗加更） 作者：韭菜会飞 作者：韭菜会飞分類： 林平把实验器材摆好，他要做的是一個很简单的物理实验——双缝干涉实验！ 這也是至今未能在物理学界得到合理解释的一個物理实验，同时被称为最诡异的物理实验。 实验的器材很简单：手电筒或者蜡烛，一块开了两道缝隙的木板。 “来，把窗户堵上！让教室裡陷入黑暗之中！”林平笑着說道。 于是，同学们赶紧找东西把土房子教室那小小的窗口堵上，教室的门也关了起来，教室裡陷入昏暗之中。 “同学们，看，现在桌子上有一块木板，這個纸板上被我开了两道间隔开来的缝隙！”林平举起了手电筒，“现在我如果用手中的手电筒照射這块木板，你们猜，墙上会出现什么？” 刘向前举起手来：“肯定是两道光痕啊！” 刘卫国說道：“我觉得是一道吧。” “你是不是傻？明明是两道缝，怎么会是只有一道光痕！”刘向前不服气的反驳道。 刘卫国耸了耸肩：“我感觉可能会合并吧！” “好，同学们，见证奇迹的时刻到了！” 林平把手中的老式铁皮手电筒“啪”的一声打开，光束穿過木板的两道缝隙，然后学生们惊讶的瞪起了眼睛张开了嘴巴。 墙上的光线既不是一道，也不是两道，而是很多道，也可以說无数道，从中间向两边有规律有间隔的分布，并由中间向两边逐渐变暗。 学生们开始数墙上的光线條纹。 “天啊，8道光线，为什么会這么多？”李树林惊讶的說道。 “不对不对，是九道，你看墙拐角那裡還有一道，不過不明显。”冯笑說道。 “是十道吧!我怎么感觉墙拐角那道应该是两道重合在了一起！” 学生们开始为墙上到底有几道光线條纹而争论了起来。 “是不是很神奇？”林平笑着說道。 “嗯。”学生们点了点头。 “然后這不是最神奇的地方！”林平笑着說道，“我现在问你们一個問題，我說刘向前這位同学既是男生又是女生你们信嗎？” 其余同学们哈哈大笑起来：“不信！” 刘向前撇着嘴說道：“老师我就是個男的！” 林平想了想又說道：“那我說我既是死的又是活的，你们信嗎？” 下面的六個学生集体摇了摇头。 刘青梅嘟着嘴可爱地說道：“老师，我胆子小，你别吓我們！” 林平哈哈笑了两声，說道：“在物理学的歷史上，科学家们一直都在争论一個事情那就是光到底是波還是粒子……” 接着林平给学生们在黑板上解释了波和粒子的区别。 “最后，物理学界终于达成共识，那就是光具有波粒二象性，通俗点讲也就是說它既是波又是光！”林平說道。 孩子们惊奇的看着林平：“怎么可能？” 林平笑着說道：“是這样的，光既是波，又是粒子！既具有波动特性，又具有粒子特性！如果非要打個比喻，那就是說刘向前既是個男人又是個女人，他同时存在着男人和女人的双性特征！” “啊——老师，我是男的，我是男的！不是女的！” 刘向前哀嚎着抗议起来，其他几個人笑了起来。 “好，现在我們回到我們刚才做的這個实验上，這個实验叫做双缝干涉实验，它证明了光的波动特性，因为光是波，所以才会相互干涉，在墙上形成若干道光线條纹。”林平說道。 “但是，光同时又是粒子，所以科学家用這個装置想要看一下光是如何通過這两道缝隙，于是他们开始进行进一步观察。在這裡老师要說的是不仅是光具有波粒二象性，现在物理学界认为所有的物质都具有波粒二象性。只是宏观物体的波动性几乎沒有可以忽略，而微观物体中质子、电子等基本粒子也具有波粒二象性。为了方便实验，科学家用电子进行了进一步的实验。” 林平在黑板上给大家普及了质子、电子等基本知识概念。 “于是，科学家决定先让电子一個一個通過双缝，我們现在假设通過這两道缝隙的不是电子而是大米，你们认为会怎么样？還会形成墙上這种相互干涉的條纹嗎？”林平說道。 学生们若有所思，然后摇了摇头。 “不会吧，老师，大米通過這两個缝隙的概率是随机的，而且他们掉落的位置也是随机的。”刘青梅說道。 “对，刘青梅說的非常对，等有空我們也可以做個大米通過两道缝隙的实验，然而把大米换成电子，一個個电子通過缝隙打在墙上后，最后仍然出现了這样的干涉條纹。我們一开始用的是一大堆电子，也就类似于手电筒裡的光，每個电子之间相互干涉形成了條纹。” 林平积雪說道，：“然而一個一個通過仍然形成了干涉條纹，也就是說他们自己干涉了自己！就好比刘向前本来从咱们教室的前后门走，是随机的，他愿意从前门走就走前门，愿意从后门走就走后门，但是墙上仍然出现了干涉條纹，就說明了刘向前同时从前门和后门走了出去，自己和自己干涉，形成了條纹。” 同学们不可思议的皱起了眉头。 “不可思议吧？然而這還不是最不可思议的！”林平笑着說道。 同学们已经惊讶的說不出话来。 “科学家决定观察单個电子怎么从缝隙裡過去的，难道为一分为二？還是第一個刘向前走前门，第二個刘向前就会自动走后门？于是科学家在双缝前装了探测器，就类似与照相机，他们决定拍一下這個刘向前到底怎么走的，到底是走前门還是走后门，還是一分为二走前后门！”林平风趣地說道。 同学笑了起来，刘向前也摸着自己的脑袋笑了起来。 “结果，神奇的事情发生了，当科学家们进行观测时！墙上的干涉條纹消失了！不见了！墙上只有一條光纹！也就是說刘向前他不干涉他自己了，他老老实实只走一個门！”林平故作惊奇的說道。 而学生们真的惊奇的张大了嘴吧。 “而当科学家撤走观测器，墙上的條纹又恢复了！就好像是电子知道你在观察它，所以它就不告诉你它是如何走的，而你不观察它时，它就开始调皮了。”林平說道。 王一格這时說道：“老师，会不会是因为科学家们的观察影响到了电子？” “对，科学家们也這样考虑了，于是他们决定把观测器从双缝前移到双缝后，也就是說我把观察刘向前如何走出教室门的照相机从教室裡挪到了教室外，等你刘向前走出教室的那一刻我把照相机突然打开，這样总能逮住你了吧！”林平风趣的說道。 “這個也叫做延迟实验，于是科学家就做了。当电子通過两條缝已成为既定事实时，科学家把探测器瞬间打开，但是却发现它立刻由通過两條缝变成了通過一條缝，干涉條纹也消失，墙上只剩下一條光纹。也就是說科学家的延迟观察改变了既定事实！整個因果关系发生了颠倒！” 林平的话让学生们沉浸在惊讶之中。 “而這個现象在国际物理学上至今沒有给出合理的解释，即使观测水平在不断提高，仍然无法找到這一现象的合理原因。”林平想了想又說道，“這就相当于你睁开眼看這朵花是它就是朵花，而你闭上眼时它就不是花了，在你睁开眼的那一瞬间它就恢复成为了一朵花。” “当然，老师的学问也很粗浅，我希望你们能够好好学习物理，然后为這個实验找到合理的令人信服的答案，然后回過头来为老师进行解答好不好？”林平笑着說道。 系统：您的学生王一格现在对物理产生了极大的兴趣，他的思考能力进一步提升！ 系统：您的学生刘卫国、刘青梅、冯笑、刘向前和李树林对物理产生了较大的兴趣，他们对物理的学习热情得到了提高。 （這章內容非物理爱好者和相关兴趣者不建议深究查资料，它确实很神奇，但也存在争议。深究有风险，尤其想象力丰富的人容易想入怀疑人生的状态，确实是有点诡异的物理实验。不過微观世界和宏观世界并不可一概论之，不要把微观的物理学內容拿到宏观来看就不会有什么問題。）