科幻小說《觀察者》(作者特德?科斯瑪特卡)中的實驗和現象是真實存在的嗎?

特德?科斯瑪特卡的小說《觀察者》是一部科幻小說,文中提到了以下的所謂「理查德?費曼雙縫實驗」(的變種)(本人根據小說內容作歸納):

在一個封閉的室內,一把電子槍,前面有一塊有雙縫的鋼板,然後再前面有熒光屏。雙縫擋板那裡有一個探測器,可以探測出電子通過哪一條狹縫,並且把結果列印出來,並把探測結果放到塞到一個密封的信封A裡面;熒光板那裡也有一個機器,把感光結果列印到紙上並且把結果塞到一個密封信封B裡面。實驗結束後,科學家看不到結果的情況下,把探測器數據清零,把熒光屏結果也擦除。然後,科學家手拿著裝有結果的信封A和信封B。

在第一次實驗之後,先打開信封A看電子通過哪一條縫之後,再打開信封B,會看到感光結果沒有干涉條紋;

在第二次獨立實驗之後,不看信封A並且燒掉,直接打開信封B,會看到感光結果有干涉條紋。

總之,在實驗儀器關閉之後,是否觀看信封A內容會影響到信封B內容沒有或者出現干涉條紋。

以上這個實驗和現象在我們讀者的真實世界中是存在的嗎?我覺得此實驗看起來似乎是惠勒延遲選擇實驗的一個變種,但是我不確定是不是。


我看著是從延遲選擇實驗來的靈感,然後自己再通俗化,再加點自己的亂七八糟比喻而來的。

做實驗肯定做不出這樣的結果。


不存在。這麼大的系統早就自發退相干了。


在我看到的書籍里的確有說過這種實驗,是楊氏雙縫的變種。

找了下,是時間的形狀。以下原文:

你可能會想,大家何必吵吵鬧鬧的呢?光子到底通過了左縫還是右縫,我們在實驗室裡面仔細觀察一下不就好了嗎?與其坐而論道不如實際行動,去做個實驗不就知道了嗎?你的想法完全沒錯,物理學家們也都這麼想,只是這個實驗的難度遠遠超過你的想像。光子可不是一個足球,天下沒有那麼強大的攝影機能把光子的飛行軌跡記錄下來(愛因斯坦的那個夢畢竟是夢,裡面的高速影像記錄儀是假想出來的,不是真的)。也不能在光子身上綁一個像美劇《24小時》中那樣的微型跟蹤器,然後利用衛星全天候跟蹤。再說得深一點,你想想我們為什麼能「觀測」到一樣東西,照相機、攝像機為什麼能把東西拍下來,其本質原因正在於物體發射出無數的光子,或者反射出無數的光子,這些光子在我們的視網膜或者底片上成像,於是被我們「看」到。但如果我們要「觀測」的對象就是光子本身,那麻煩可就大了,這個光子本身如果射到我們的眼睛裡面了,那光子就自然不會跑到左縫那裡去,也不會跑到右縫那裡去了(跑到我們眼睛裡面來了)。那有沒有可能反射別的光子?很抱歉,不能。別的光子跟它長得一樣大,能量一樣強,它沒有能力把別的光子反射出來而自己的運動又不改變,就好像一粒子彈無法把另外一粒子彈給反彈出去一樣。總之要「觀測」光子通過左縫還是右縫這個事情,基本上,很難。

但物理學家畢竟是物理學家,他們的智慧不是常人能比的,他們很快發現,光有雙縫干涉現象,一束電子流同樣有雙縫干涉現象,一束電子流跟光一樣具備波粒二象性。要記錄和測量電子要比測量光子容易得多了,因為電子不但有質量,而且帶電,大小也比光子大得多。我們大可以在雙縫上面各安裝一個記錄是否有電子通過的儀器,用來「觀測」電子有沒有通過這道狹縫。大多數物理學家都為了證明哥本哈根解釋有多荒謬而不辭辛勞地苦苦改良實驗設備,一次次地提高精度,沒日沒夜地在實驗室揮汗如雨,就是為了拿出明確的證據來說明在雙縫干涉實驗中,電子是確定無疑地通過了某條縫隙。

但結果怎樣呢?好在我們的物理學家們都有誠實客觀的本性,儘管他們如此厭惡哥本哈根解釋,但是全世界的物理學家都不得不承認,他們的實驗表明:一旦在狹縫上裝了記錄儀,他們確實可以觀測到電子通過了某條狹縫;但怪異的是,一旦電子被觀測到了,雙縫干涉條紋也就消失了,如果不去觀測,雙縫條紋又神奇地出現了。這就好像在那個用光子當足球踢的實驗中,一旦有人在某個牆縫上看到了足球,這個足球就不再會整齊地落在網的固定位置,而一旦沒有人去看這個足球到底飛過了哪個牆縫,這個足球又神奇地出現在了那些固定的位置上。這事實在是太怪異了,物理學家們怎麼也想不通,電子的行為怎麼還跟觀測有關,一旦觀測它它就只通過一條狹縫,不產生干涉條紋。不觀測就同時通過(看來只能這麼理解了)兩條狹縫,留下干涉條紋,這太瘋狂了。再打個比方,如果你用一桿衝鋒槍瞄準標靶,然後把衝鋒槍用裝置固定住,讓槍自動開槍射擊,槍槍都正中靶心。你很滿意,於是你換上由電子製成的子彈,再次開槍射擊,怪異的事情出現了:如果你盯著標靶看,槍槍都命中靶心;但是一旦你背過身去,不看靶子,打了一梭子之後,你轉頭一看,發現子彈以靶心為圓心成散狀分布。你以為槍的固定裝置出了問題,於是再盯著靶子打一次,這次又是槍槍命中靶心;當你再次轉過頭去開槍,又不能槍槍命中了。這事已經遠遠超出了怪異的範圍,簡直是讓人抓狂。還記得愛因斯坦的世界觀的一個中心兩個基本點嗎?一個中心是「因果律」,兩個基本點是「定域」和「實在」。現在「實在」這個愛因斯坦的理想宇宙的基本點遭受了嚴重的懷疑,這個實驗居然再三向物理學家們展示電子的行為跟我們的觀測有關,電子似乎不再是一個超脫於我們的意識而存在的「客觀實在」,它似乎是為我們而存在,為我們而表演,它的行為受我們「看」與「不看」的左右,愛因斯坦的世界觀遭受了第一次最直接的衝擊。以玻爾為首的哥本哈根派此時又站出來跟大家解釋說:「實驗結果大家都看到了,我們也反覆做了電子的雙縫干涉實驗,結果都是一樣的。這說明電子必須符合『不確定原理』,也就是說電子的運動軌跡是不確定的,它的運動軌跡不能用一根線來表示,只能用一朵概率雲來表示。我們在觀測之前永遠無法說出電子的確切位置,我們只能說出它在某一個位置的概率。當我們觀測到電子以後,電子雖然處於確定位置,但是這個電子是怎麼到這個位置的,通過什麼路徑來的,我們仍然不可能知道,事實上這個電子同時存在於那朵概率雲中的所有位置。而且,我們對電子的位置測量得越精確,對它的速度就必然測量得越模糊,我們的測量行為本身就會影響電子的運動。反之,我們對它的速度測量得越精確,對它的位置就必然測量得越模糊。換句話說,我們永遠不可能同時知道一個電子的位置和速度,因此不確定原理也可以叫做『測不準原理』。」


通俗一點,貓就是死刑犯,射線就是執行者的槍,死刑犯就處於生死疊加態~並不知道自己死沒死~


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