世界十大经典物理实验之首--电子双缝干涉实验
双缝实验,著名光学实验
在1807年,托马斯·杨总结出版了他的《自然哲学讲义》,里面综合整理了他在光学方面的工作,并在里面第一次描述了双缝实验:把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面,这样就形成了一个点光源(从一个点发出的光源)。现在在纸后面再放一张纸,不同的是第二张纸上开了两道平行的狭缝。从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上,就会形成一系列明、暗交替的条纹,这就是现在众人皆知的双缝干涉条纹。
在量子力学里,双缝实验(double-slit experiment)是一个测试量子物体像光或电子等等的波动性质与粒子性质的实验。双缝实验所需的基本仪器设置很简单。拿光的双缝实验来说,照射相干光束于一块内部刻出两条狭缝的不透明挡板。在挡板的后面,摆设了照相底片或某种侦测屏,用来纪录通过狭缝的光波的数据。从这些数据,可以了解光束的物理性质。
光束的波动性质使得通过两条狭缝的光束互相干涉,造成了显示于侦测屏的明亮条纹和黑暗条纹,这就是双缝实验著名的干涉图案。
可是,实验者又发觉,光束总是以一颗颗粒子的形式抵达侦测屏。双缝实验也可以用来检试像电子一类粒子的物理行为,虽然使用的仪器不同,都会得到类似的结果,显示出波粒二象性。
电子双缝干涉实验 (具体)
在仪器观测前,结果有多条光带。这是因为电子具有波粒二象性,波在双缝处相互干涉的结果。但单电子如果要相互干涉,就肯定要两条缝里都有波发出。所以当实验结果产生的时候,几乎所有科学家都不敢相信自己的眼睛。这意味着一个电子同时出现在左缝与右缝。
于是他们为了搞清楚这个事情,加了一个观测仪器去观测,看看电子到底通过了哪一条缝。实验很成功,他们成功地观测到了电子通过左缝,右缝,左缝......但更神奇的事情发生了。只要一观测,光带就变成了两条,如同电子不再具有波动性,像子弹一样变成了经典粒子。研究人员还是没有发现左缝与右缝同时出现电子。
这个实验做了无数遍,得到的结果都一样。观测了就只有两条光带,不观测就有多条光带。
科学家们开始思考是不是实验装置出了问题,因为观测要用到光,光照一下我们宏观物体肯定不会改变它什么运动状态,但像电子这样的微观粒子,光照一下可能也会对其运动状态发生大的影响,因为光子也是有动量的。
于是就有了单原子双缝干涉实验,对于原子来讲,它比电子质量就大得多了,光照一下对它的影响微乎其微。然而,得到的实验结果与单电子双缝干涉一样。
科学家们还不死心,因为影响微弱不代表没有影响,这就像蝴蝶效应一样,有时候光子会变成压死骆驼的最后一根稻草。于是科学们想做一种不影响电子,又能观测到电子的装置。结果还真有牛B人搞出来了。因为电子在运动中也会带来周围电场的变化,就是你不用光去照它,它自己也会发光。于是观测仪器大升级,不发光,只接收光。因为技术越来越高,实验也获得了成功。但然而,得到的实验结果还是一样。。。。
于是科学家们普遍认同了这一观点,在微观粒子被观测前是没有固定的位置的,它是一缕波。当它被观测的那一刹那,它就变成了粒子。。。波粒二象性就被重新认知。
对于这种现象,现代物理学的主流解释是哥本哈根诠释。
这个解释比较简单,就是说微观粒子被观测前,其运动状态和位置有无限种可能,但我们观测会使这N多可能性的事件塌缩。微观粒子从波态塌缩成粒子态!
电子双缝干涉实验结果似乎揭示了电子具有神奇的『灵性』,而电子双缝干涉实验这种不可思议的结果,困扰了一代代的物理学家。
摩诃衍认为,电子双缝干涉实验的电子神奇表现,正是佛法与当代物理学的衔接桥梁。依据大乘佛法,众生皆具佛性,万物皆具法性,无论是佛性,还是法性,皆是『本如来藏妙真如性』,即佛性法性合一不二。《华严经》云:一即一切,一切即一。这也正是宇宙自洽性原理的依据所在。
电子束通过双缝,形成双缝干涉图案,与光波的双缝干涉现象一致,在人们的意料之中。而当电子一个一个地通过双缝,依然出现双缝干涉图案,说明前际电子与后际电子发生了相互干涉作用,从而揭示了电子具有『灵性』。也就是说,电子了知了前际后际的实验环境,并与前后际的电子发生相互干涉。还言之,电子也有自己的“命运”轨迹!
水具有感知人的心念能力,已被日本 江本胜博士近十年的水结晶花样拍摄所证实。江本胜团队科学研究证明了佛在三千年前所说的真理,『世界微尘,因心成体;唯心所现,唯识所变。』即是说,大至世界,小至微尘,都能随着我们的心性而改变,我们起心动念所产生的波动能改变周遭的环境。
心外无法,法外无心,境由心造。电子双缝干涉实验的观测者(心)与实验中的电子(物)是相应的,是自洽的。
依据《释氏宇宙电影原理》,实验中的电子的轨迹,只是一个电子的相续相,到达屏幕上的电子早已不是电子枪原先所发射的电子了,因为电子当处出生,随处灭尽,且生灭同时。故尔,观测某一个电子是从双缝中的哪个缝穿过,并无实义,重要的是整个实验过程和环境!观测屏幕的图案取决于整个实验环境和过程,即实验者的实验安排,即实验者的心。