物理学的延迟试验的本质
胡唐锦,深圳大学
胡良,深圳宏源清
摘要:杨氏双缝实验,在光源及接收屏之间放置一个刻有两个平行狭缝的隔板,可发现在接收屏上能够出现干涉条纹,这说明光子具有波动性。而光电效应说明光子具有的粒子性。这意味着光子具有波粒二象性;实际上,电子(质子,中子及任何物质)都具有波粒二象性。
量子三维常数原理属于量子引力理论,可建立所有物理学常数之间的关联,可表达电子质量及电荷等内涵,可解释为什么有物质及相互作用。
关键词:光子,电子,双缝实验,延迟选择试验,物理学,量子,光子,量子力学,广义相对论,大统一理论
作者:总工,高工,硕士,副董事长
1引言
杨氏双缝实验,在光源及接收屏之间放置一个刻有两个平行狭缝的隔板,可发现在接收屏上能够出现干涉条纹,这说明光子具有波动性。而光电效应说明光子具有的粒子性。
这意味着光子具有波粒二象性;实际上,电子(质子,中子及任何物质)都具有波粒二象性。
为了更清楚地揭示双缝实验的本质,可让光子(相同属性的光子)一个个地发射;也就说,在让前一个光子打到屏上之后,再让后一个光子发射。此时,如果只有少量光子,将在屏上形成随机分布的图案;但是,随着光子的增多,则在屏上逐渐显示出与光波(众多光子)的情形相同的干涉条纹来。
传统的解释有两种:
第一种解释,将要发出的光子与已经打在屏上的光子发生干涉。这意味着一个尚未发生的事件与已经结束的事件发生作用,明显违反时间因果律。
第二种解释,每个光子与自己干涉。这意味着每个光子自身都能够同时经过两个狭缝。这意味着,光子是以波的形态通过狭缝的,然而与自己干涉。显然,一个光子同时走两条路是完全不可能的。
此外,如果让光子一个一个发出,但是将双缝中的一个缝遮挡起来。则呈现出单缝的衍射条纹(两个单缝衍射条纹的简单叠加并不等于双缝的干涉条纹)。
2延迟选择试验含义
经典物理学认为,当光子已经通过A/B之后再决定是否放置半透镜。如果放置,光子同时走过两条路;如果不放置,则只走一条;观察者现在的观测可决定了光子过去的路径。
因为光子在到达C点之前的一切条件都相同,仅有的差异是采用不同的实验方法(观察者主观选择的实验方法)来观测同一个物理事件。
换句话说,由于延迟选择试验将整个过程分成了两个时段;在光子走完了前个时段,然后,再决定做后个时段的试验。
这意味着,观察者在后个时段的选择,可对光子已经完成的前个时段的行为造成了影响。
量子力学认为,观察者必须引入到物理条件中来;在粒子路径上再加任何一件仪器(例如,镜子),将会影响最后观测结果。因为,这是完全不同的两个过程(不可分的)。
3延迟选择试验的新解释
延迟选择试验是惠勒提出的一个思想实验,是分光实验的推广(等价于双缝实验)。借用麦克尔逊—莫雷的光行差实验装置,可将双缝实验变成分光实验,而二者的物理意义是等价的。
根据量子三维常数理论,
在相同的的物理条件下,必须体现出同样的属性,光子(具有波粒二象性)只能有一种行为。
延迟选择试验的物理条件不同(因为一个放置半透镜,而另一个是不放置半透镜)。
因果律(时间顺序)是客观规律。
光子具有相同的内禀属性,背景空间(环境)对光子的运动具有极大的影响。任何观测(背景空间的组成部分),都是光子与背景空间(环境)相互作用的结果。
对于一个光子来说,不可能通过一条路线(相当于通过一个单缝)时,又同时通过两条路线(相当于通过双缝)。单缝与双缝实验是两个完全不同的实验(这两个实验不可能同时做)。
显然,光子从光源发出,遇到第一个镀银的半透镜,光子反射及透射的几率各占一半。
光子具有波粒二象性,而干涉光是由众多相同属性的光子(相位可不同)的统计结果。
观察者的行为(当光子已通过A/B之后再决定是否放置半透镜)实际上是背景空间(环境)的变化。
值得一提的是,对于不同的背景空间(例如,单缝,双缝,叁缝及N个缝),会发现在接收屏上能够出现不同的条纹。这意味着,背景空间(环境)才是导致
衍射条纹(单缝),干涉条纹(双缝)等的真正原因。
衍射条纹(单缝),干涉条纹(双缝)等的真正原因。