近期热门的精选读物《第一推动丛书·弦理论之争系列》,幽默有趣非常动人!(41)

2023-07-21 来源:旧番剧
答案是你可以插入额外的探测器,但如果你这样做了,你会发现两件事情。第一,你将发现每个电子和每个光子总是会通过一个探测器并且只能通过一个探测器,也就是说,你能确定电子或光子通过了哪条路径,你将发现它总是通过其中一条路径,而不能两条都通过。第二,你将发现主探测器记录的最终数据发生了改变。你看到的不是图3.4(b)和图7.1(b)的干涉图样,而是如图4.3(a)中经典物理学所预测的结果。通过引进新元素——新探测器——你已经在不经意间改变了实验。这种改变规避了你之前要探讨的矛盾——现在你已知道了每个粒子将通过哪一条路径,这样一来又怎么能和它明显没通过的路径发生干涉呢?之所以会这样,可以用上一节中的讨论来解释。你的新观测会挑选出那些你的最新观测可以探明的历史。这些观测确定了光子会通过哪一条路径,这样我们就只需考虑那些通过这条路径的历史,从而排除了干涉的可能性。
尼尔斯·玻尔喜欢用他的互补原理来总结类似的事情。每个电子,每个光子,事实上所有的事物,都同时具有波动性的一面和粒子性的一面。这些性质具有互补性。只按传统的粒子观点——粒子按独一无二的轨迹移动——来考虑问题并不完备,因为它忽略了干涉图样所展现的波动性一面。
大自然会做出很奇怪的事情。它总爱打擦边球,但又总是很小心地在致命的逻辑陷阱边迂回而过。
历史的不可期
这些实验非常著名,它们提供了简单而有力的证据证明,掌控着我们世界的定律是物理学家在20世纪所发现的量子定律,而不是牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦所发现的经典定律——这些定律在描述大尺度上的事件时可作为极为有力的近似。我们现在所看到的量子定律挑战了有关过去的传统概念——那些我们未观测到的事件正是造成我们现在所见到的结果的原因。这种实验的一些简单版本以更为令人惊奇的方式冲击着我们直觉上的对事物随时间演化的看法。
第一个变体是所谓的延迟选择实验,由著名物理学家约翰·惠勒于20世纪80年代提出。这个实验与一个听起来相当怪诞的问题有关:过去取决于未来吗?注意,这里并不是说让我们回到过去,改变过去(这个问题我们将在第15章中阐述)。相反,惠勒实验——人们已经仔细地分析实行过这个实验——探讨的是那些在我们的想象中过去——即便是遥远的过去——可能发生的事件,与那些我们看到的正在发生的事件之间的富有争议性的相互影响。
为了便于理解物理学,想象一下你是位艺术品收藏家,新斯普林菲尔德艺术与美化协会的主席史密瑟先生来观看你所收集的用于拍卖的各种物品。你知道,他真正感兴趣的是《脱衣舞男》,这是一幅你自己不太喜欢的画,但这是你深爱的伯祖父伯恩斯留给你的,因此决定到底要不要卖它是一番情感上的斗争。史密瑟先生来后,你和他谈论着你的收藏,最近的拍卖,最近在大都会博物馆的展览。令人惊奇的是,你得知,许多年前史密瑟先生曾是你伯祖父的得力助手。谈话的最后,你决定放弃《脱衣舞男》——还有许多你想要的其他作品,你必须学会放弃,否则你的收藏将没有焦点。在艺术收藏的世界里,你总在告诉自己,有时更多就是更少。
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