虽然他们之前已经被现代物理学震惊了好几次。
但是那几次加一起,都没有今天来的震撼。
简直颠覆了一切!
“我已经等不及布鲁斯的解释了。”
“要是今天不搞清楚,恐怕以后都睡不着觉了。”
玻尔等人兴高采烈。
布鲁斯教授的预言又对了!
“我本以为自己对量子力学了解的很深刻了。”
“但是今天我才明白,我并不懂量子力学。”
“我所感受到的,只是皮毛。”
“布鲁斯教授永远在追求更深刻的本质!”
“真是让我大开眼界啊!”
各种赞美声从玻尔的嘴中脱口而出。
他对老师的敬佩再次达到极点。
玻尔知道,今天过后,布鲁斯诠释的地位将稳如泰山。
不过,他同样好奇。
“到底是为什么啊?”
“要如何用互补原理来解释呢?”
后排处,一直淡定的于隐也动容了。
量子力学的神奇超越了他的想象。
他感慨道:
“我总算明白为何叫量子力学了。”
一旁的吴有训忙问道:
“于哥,怎么说?”
于隐用汉语说道:
“量子力学,量力而学。”
吴有训噗嗤一声笑了。
我于哥也太幽默了。
确实要量力去学。
薛定谔简直不敢相信自己的眼睛。
如此离谱的现象竟然真的出现在他眼前。
一时间,他的大脑一片迷茫,什么也思考不了。
过了好一会儿,德高望重的普朗克开口笑道:
“布鲁斯,赶紧给我们解释一下吧。”
众人纷纷点头。
他们一刻都等不了。
李奇维微微一笑。
接着,他在投影仪上画出了双缝干涉实验的示意图。
“大家之所以觉得这个实验匪夷所思,是因为你们总是下意识把电子当成一个粒子,一个质点。”
“但根据互补原理,电子从被发射出来,到被显示屏感应接受之前,它什么都不是。”
“电子的状态只满足波函数ψ的描述,它在空间中的位置、动量等参数都呈现为一种概率分布。”
“这种概率分布就是我之前所说的概率波。”
“但又不能仅把电子当成概率波,因为它还有粒子的性质。”
“所以,此刻的电子处于一个叠加态。”
“它就像一缕幽灵,像周围扩散,既不是真实的波,也不是真实的粒子。”
“而且它还能同时出现在任何地方。”
“如图所示。”
“所以哪怕只有一个电子,它也能【同时】经过两个狭缝。”
“看起来就好像是两束真实的波动发生干涉。”
“但其实是电子幽灵自己和自己发生干涉。”
“干涉后的电子继续向前传播。”
“此外,电子的位置会满足干涉以后的新的概率分布,导致某些地方出现的概率更高,某些地方出现的概率更低。”(干涉增强和干涉减弱)
“直至遇见显示屏。”
“注意,显示屏其实相当于一个观测者,它的观测方式是粒子的方式。”
“因为电子是与显示屏上的物质发生相互作用,这种作用是粒子性的。”
“所以,电子幽灵这时就会随机选择一个点,瞬间发生波函数坍缩,变成一个真实的粒子。”
“此刻,电子粒子在这个位置出现的概率是100%。”
“接着,第二个电子同样经历这个过程。”
“最终,大量电子就会在显示屏上形成明暗相间的条纹。”
“暗纹的地方,表示电子出现的概率低,所以落在那里的电子少。”
“亮纹的地方,表示电子出现的概率高,所以落在那里的电子多。”
“这就是单电子双缝干涉实验的原理。”
李奇维最后总结道:
“第一,每次发射一个电子在显示屏上,最终只能形成一个点,而不是干涉条纹。”
“第二,大量电子在显示屏上才会形成明暗条纹,且符合波函数的概率分布计算。”
“第三,干涉条纹意味着单个电子通过双缝时,相当于产生了两个波源,自己与自己干涉。”
“单电子双缝实验不仅证明了概率波的正确性,同时证明了互补原理!”
静!
死一般的寂静!
全场骇然!
众人的内心只有一个想法:
“我听懂了吗?”
第589章 量子力学大成!接连提问!实验升级!引入观察者!震撼全场!
会议室内。
所有人的脸上充满了震撼和迷茫。
匪夷所思的单电子双缝干涉实验,就这么活生生展现在面前,颠覆了三观。
而布鲁斯教授的解释更是令他们目瞪口呆。
一时间,大部分人都没有反应过来。
而他们的眼中,此刻布鲁斯教授不再霸天绝地,反而是神秘莫测。
“那个男人简直像是造物主在玩弄世界一般!”
“物理学领域到底还有多少匪夷所思的事情?”
看着众人的表情,李奇维内心也十分感慨。
至此,量子力学的所有经典内容全部出现。
这些内容是普通人只要认真研究,就能理解的部分。
从更高的角度重新审视量子力学,就会有新的感悟。
量子力学的两大核心理论是薛定谔的波动力学和海森堡的矩阵力学。
矩阵力学是完全从经典力学的角度研究量子,描述的是量子客体的粒子性,没有包含任何波的性质。
粒子性就是物质性,表现为有动量等力学量,能产生碰撞、轨迹等物质现象。
电子、质子等微观粒子,能够像真实的物质那样,与其它物质发生碰撞等相互作用。
并且粒子的动量和位置还满足不确定性原理。
波动力学的内涵就比较丰富了。
在今天之前,物理学界一直把波动力学当成描述量子客体的波动性,和矩阵力学矛盾对立。
但其实这种说法是不严谨的。
波动力学的核心就是薛定谔方程。
而薛定谔方程的核心是其中的波函数ψ。
按照现有的理解,波函数ψ描述的量子的【状态】随着时间的变化。
这里的状态包括量子的位置(空间分布)、动量等力学量,很明显,这些都是经典物理中粒子才有的概念。
因此,薛定谔方程其实也默认了量子具有粒子的性质。
只不过粒子的性质不是像经典力学中那样确定的。
比如,用经典力学的思维描述电子,可以说此刻电子在A处,动量是1。
但是在量子力学中,【电子在A处】不是确定的,而是一个概率。(同样,电子的动量是多少,也是一个概率,所以才导致了不确定性原理。)
这个概率的具体数值,等于波函数ψ的绝对值的平方|ψ|,这就是概率解释。
此外,量子状态的概率分布就像波动一样,所以被称为概率波。
最神奇的是,这种虚幻的概率波能像真实的机械波、电磁波那样,发生干涉、衍射等现象。
然而,你可能会提出一个问题:
“既然量子的状态,以电子的位置为例,是不确定的,它具体在空间中的哪个位置是概率性的。”
“那为什么在现实中做各种碰撞实验时,我们可以确定电子的位置呢?”