你以為宇宙是個獨立存在的東西?認為那些星系、恒星和行星即使沒有我們這幫人類來觀察,也一直在那里自顧自地旋轉?
常識告訴我們:當然如此!畢竟宇宙在人類出現前就已經狂歡了數十億年。
但量子物理學粗暴地對你的的常識豎起了中指。
別急著反駁,聽我說完。尼爾斯·玻爾曾經說過:"第一次接觸量子理論而不感到震驚的人,不可能真正理解它。"
這不僅僅是震驚,這簡直是顛覆認知的精神暴擊。而且,一個接一個的量子實驗正在證明:這種反直覺的瘋狂理論可能是對的。
沒人看的派對是否真的發生?量子世界的存在危機
在量子領域,觀察者不僅僅是個旁觀者,而是現實的共同創造者。這聽起來像神棍說的話,但物理學家們的實驗結果就是這么告訴我們的。
根據疊加態理論,粒子可以同時存在于多個位置和狀態。是的,它們就是量子版的分身術大師。但當你這個觀察者出現在畫面中,粒子立刻就"砰"地一聲崩潰成單一狀態——就像你突然打開燈,看到熊孩子立刻裝作乖乖坐著的樣子。
按照《發現》雜志關于物理學家約翰·惠勒的文章所說:
"根據量子力學的規則,我們的觀察在最基本的層面上影響著宇宙。在20世紀那些令人毛骨悚然的發現之前,物理學中那條看似明確劃分的'客觀世界'與'主觀意識'之間的界限,在量子力學中變得模糊不清。"
惠勒提出了一個更加激進的想法:通過觀察者產生的創世。他認為我們的觀察實際上可能促成了物理現實的創造。在惠勒看來,我們不僅僅是宇宙舞臺上的旁觀者,而是生活在一個"參與性宇宙"中的塑造者和創造者。
雙縫實驗:全宇宙最尷尬的偷窺現場
讓我來簡單解釋一下臭名昭著的雙縫實驗吧,這基本上就是科學家捉弄宇宙的惡作劇。
假如你有一把"粒子槍"(聽起來就很牛x),可以發射光子或電子等微小粒子。然后有兩條平行的縫隙,后面是一個屏幕。
當你不安裝探測器(即沒有觀察者)時,粒子擊中屏幕后形成的是波浪般的干涉圖案,這意味著它們像波一樣同時穿過了兩條縫隙。是的,你沒聽錯,同時穿過兩條縫!
但當你安裝了探測器(有觀察者)時,奇怪的事情發生了:粒子突然表現得像規矩的小學生,乖乖地只通過一條縫隙,在屏幕上形成兩個分離的條帶,就像粒子一樣。
這到底是什么情況?難道宇宙在偷偷摸摸地觀察我們的觀察?
惠勒的延遲選擇實驗:量子世界的時間旅行
約翰·惠勒在1978年提出了一個更加瘋狂的實驗——延遲選擇實驗。這個實驗本質上是在問:"粒子在什么時候'決定'它是粒子還是波?"
雖然在惠勒提出時我們還沒有技術能力實現這個實驗,但2015年,澳大利亞國立大學的安德魯·特拉斯科特博士和他的團隊成功地實現了這一實驗。
他們首先創造了一個叫做"玻色-愛因斯坦凝聚體"的奇特物質狀態,然后一直排出氦原子直到只剩下一個孤零零的原子。接著,他們使用激光光束散射這個孤獨的原子,并用兩個"門"來測量它。
結果讓人傻眼:當他們在第二個門添加測量裝置時,原子表現出波的干涉特性;當沒有第二個測量裝置時,原子乖乖表現為粒子,只走一條路徑。
這意味著什么?這意味著原子直到最后一刻才"決定"它是波還是粒子!就好像宇宙在等著看我們怎么設置實驗,然后才決定表現出什么樣子。
特拉斯科特直言不諱地指出:"原子并不是從A點旅行到B點。只有當它們在旅程結束時被測量,它們的波狀或粒子狀行為才被帶入存在。"
這意味著什么?宇宙是一場精心策劃的假象嗎?
從2015年開始,基于惠勒理論的實驗(包括2020年和2021年的最新實驗)都表明:沒有測量或觀察,粒子的波狀或粒子狀特性根本無法確定。
這與尼爾斯·玻爾的觀點一致:在測量發生之前,討論光和物質的波狀或粒子狀行為是沒有意義的。
換句話說,如果沒有我們這些觀察者,宇宙可能根本不會以我們認為的那種方式存在——至少在原子和亞原子粒子的量子層面上是如此。
這又引出了更深層次的問題:意識如何影響這種經驗?時間在量子尺度下如何運作?這些都是可以在未來探討的話題。
最后的思考:我們是宇宙的共同創造者
如果我們真的思考這些實驗的含義,它們似乎指向一個驚人的結論:作為觀察者,我們不僅僅是宇宙的被動接收者,更是它的共同創造者。
每次你觀察宇宙時,你都在塑造它的現實。
每次你閉上眼睛時,宇宙可能就回到了一種我們無法理解的疊加狀態。
這聽起來像是某種神秘主義,但其實這是前沿物理學的結論。
當你凝視星空時,星星也在凝視著你,而且可能正是因為你的凝視,它們才真實地存在于那里。
量子物理學,這個科學界的叛逆少年,正挑戰著我們對現實本質最根本的假設。它不僅問我們"樹倒在森林里沒人聽到聲音時是否發出聲音",而且進一步問道:"如果沒有人觀察,樹是否真的存在?"
答案可能比我們想象的要復雜得多,也令人不安得多。
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