你以为宇宙是个独立存在的东西?认为那些星系、恒星和行星即使没有我们这帮人类来观察,也一直在那里自顾自地旋转?
常识告诉我们:当然如此!毕竟宇宙在人类出现前就已经狂欢了数十亿年。
但量子物理学粗暴地对你的的常识竖起了中指。
别急着反驳,听我说完。尼尔斯·玻尔曾经说过:"第一次接触量子理论而不感到震惊的人,不可能真正理解它。"
这不仅仅是震惊,这简直是颠覆认知的精神暴击。而且,一个接一个的量子实验正在证明:这种反直觉的疯狂理论可能是对的。
没人看的派对是否真的发生?量子世界的存在危机
在量子领域,观察者不仅仅是个旁观者,而是现实的共同创造者。这听起来像神棍说的话,但物理学家们的实验结果就是这么告诉我们的。
根据叠加态理论,粒子可以同时存在于多个位置和状态。是的,它们就是量子版的分身术大师。但当你这个观察者出现在画面中,粒子立刻就"砰"地一声崩溃成单一状态——就像你突然打开灯,看到熊孩子立刻装作乖乖坐着的样子。
按照《发现》杂志关于物理学家约翰·惠勒的文章所说:
"根据量子力学的规则,我们的观察在最基本的层面上影响着宇宙。在20世纪那些令人毛骨悚然的发现之前,物理学中那条看似明确划分的'客观世界'与'主观意识'之间的界限,在量子力学中变得模糊不清。"
惠勒提出了一个更加激进的想法:通过观察者产生的创世。他认为我们的观察实际上可能促成了物理现实的创造。在惠勒看来,我们不仅仅是宇宙舞台上的旁观者,而是生活在一个"参与性宇宙"中的塑造者和创造者。
双缝实验:全宇宙最尴尬的偷窥现场
让我来简单解释一下臭名昭著的双缝实验吧,这基本上就是科学家捉弄宇宙的恶作剧。
假如你有一把"粒子枪"(听起来就很牛x),可以发射光子或电子等微小粒子。然后有两条平行的缝隙,后面是一个屏幕。
当你不安装探测器(即没有观察者)时,粒子击中屏幕后形成的是波浪般的干涉图案,这意味着它们像波一样同时穿过了两条缝隙。是的,你没听错,同时穿过两条缝!
但当你安装了探测器(有观察者)时,奇怪的事情发生了:粒子突然表现得像规矩的小学生,乖乖地只通过一条缝隙,在屏幕上形成两个分离的条带,就像粒子一样。
这到底是什么情况?难道宇宙在偷偷摸摸地观察我们的观察?
惠勒的延迟选择实验:量子世界的时间旅行
约翰·惠勒在1978年提出了一个更加疯狂的实验——延迟选择实验。这个实验本质上是在问:"粒子在什么时候'决定'它是粒子还是波?"
虽然在惠勒提出时我们还没有技术能力实现这个实验,但2015年,澳大利亚国立大学的安德鲁·特拉斯科特博士和他的团队成功地实现了这一实验。
他们首先创造了一个叫做"玻色-爱因斯坦凝聚体"的奇特物质状态,然后一直排出氦原子直到只剩下一个孤零零的原子。接着,他们使用激光光束散射这个孤独的原子,并用两个"门"来测量它。
结果让人傻眼:当他们在第二个门添加测量装置时,原子表现出波的干涉特性;当没有第二个测量装置时,原子乖乖表现为粒子,只走一条路径。
这意味着什么?这意味着原子直到最后一刻才"决定"它是波还是粒子!就好像宇宙在等着看我们怎么设置实验,然后才决定表现出什么样子。
特拉斯科特直言不讳地指出:"原子并不是从A点旅行到B点。只有当它们在旅程结束时被测量,它们的波状或粒子状行为才被带入存在。"
这意味着什么?宇宙是一场精心策划的假象吗?
从2015年开始,基于惠勒理论的实验(包括2020年和2021年的最新实验)都表明:没有测量或观察,粒子的波状或粒子状特性根本无法确定。
这与尼尔斯·玻尔的观点一致:在测量发生之前,讨论光和物质的波状或粒子状行为是没有意义的。
换句话说,如果没有我们这些观察者,宇宙可能根本不会以我们认为的那种方式存在——至少在原子和亚原子粒子的量子层面上是如此。
这又引出了更深层次的问题:意识如何影响这种经验?时间在量子尺度下如何运作?这些都是可以在未来探讨的话题。
最后的思考:我们是宇宙的共同创造者
如果我们真的思考这些实验的含义,它们似乎指向一个惊人的结论:作为观察者,我们不仅仅是宇宙的被动接收者,更是它的共同创造者。
每次你观察宇宙时,你都在塑造它的现实。
每次你闭上眼睛时,宇宙可能就回到了一种我们无法理解的叠加状态。
这听起来像是某种神秘主义,但其实这是前沿物理学的结论。
当你凝视星空时,星星也在凝视着你,而且可能正是因为你的凝视,它们才真实地存在于那里。
量子物理学,这个科学界的叛逆少年,正挑战着我们对现实本质最根本的假设。它不仅问我们"树倒在森林里没人听到声音时是否发出声音",而且进一步问道:"如果没有人观察,树是否真的存在?"
答案可能比我们想象的要复杂得多,也令人不安得多。
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