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第5章 事情变得更加奇怪又一次(第3页)

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严格来说,当我们发射上旋电子通过左旋/右旋通道时,我们在另一边所能确定的是这些电子是左旋还是右旋。

我们再也无法知道它们是上旋还是下旋,因此没有理由假定它们和以前一样,似乎测量电子的左旋/右旋会让它忘记自己的上旋/下旋。

这告诉我们一个新的海森堡不确定性原理:我们永远不可能同时知道一个粒子的两个轴向的自旋。

横向和纵向的自旋可以单独测量,但测量一个就会抹掉另一个,就像测量粒子的位置会抹掉它的动量。

但还有更奇怪的事情在发生。

对于粒子的某种性质,如果我们测量它的互补性质,原来的性质就会被抹掉。

这意味着测量行为本身会通过某种方式让粒子接受最重要的性质。

施特恩-格拉赫实验表明,我们未测量的自旋性质迷失了,只能在重新测量它的时候找到它。

显然,当我们不注意的时候,粒子的性质简直可以说是不存在的。

这意味着恩培多克勒的古老思想,即人眼赋予物体外观,可能揭示了最终的真理。

你仔细看了吗

回头看看双缝实验,我们不得不怀疑自己的理解是否正确。

当粒子穿过双缝时,我们假设它有确定的位置,但也许它没有。

也许双缝实验的结果是因为电子根本不是电子,而是某种诡异的幽灵状态,只有当探测屏测量到它时,它才变成了具有明确属性的粒子。

我们用薛定谔波动方程计算出某个特定结果的概率,但在真正测量到那个结果之前,一切都是未知的。

粒子没有通过任何一个狭缝,因为它还不是具有某种性质的粒子。

我们真正应该做的是在每个狭缝旁边放一个小摄像头,观察粒子在做决定的那一刻做了什么。

如果粒子真的在那里,我们就应该能看到它做决定。

好吧,我忏悔。

相关实验并没有真的在狭缝旁放一个摄像头,但进入狭缝测量的细节相当无聊。

所以让我们想象实验中真的有微型摄像头吧。

在施特恩-格拉赫的实验结果出来之前,我们希望记录一个粒子同时通过两个狭缝的镜头。

实际发生的是物理学中最奇特的结果之一。

当摄像头对准这些狭缝时,电子会像经典粒子一样每次只穿过一条狭缝,量子斑马条纹也会消失。

在狭缝旁边放置摄像头是一种测量,它以某种方式使粒子变成了粒子。

不拍摄的时候,粒子具有波动性;可我们一打开摄像头,它们就恢复正常。

在我们的预料中,这是政客的性质,而不是粒子的性质。

我的意思是,以马克斯·普朗克的灯泡的幽灵之名,粒子如何知道我们是否打开了摄像头?

这就是所谓的“测量问题”

,其原因不言而喻。

我们不观察粒子的时候,它的动量、能量、自旋甚至位置都在某种我们从未直接看到的、未知的虚无中摇晃。

不知怎么,测量迫使它们接受了现实世界的性质。

显然,粒子很在乎我们是否观察。

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