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网站和软件是怎么做的,网站上传模板后,手机网站自助建站系统,百度一wordpress光到底是个什么东西#xff1f;牛顿提出了“微粒说”#xff0c;他认为光是由无数微小的、有质量的粒子组成的#xff0c;就像机关枪射出的一颗颗子弹#xff0c;从太阳飞向地球。这个理论非常符合直觉#xff1a;光走直线#xff0c;就像子弹一样#xff0c;光照在镜子…光到底是个什么东西牛顿提出了“微粒说”他认为光是由无数微小的、有质量的粒子组成的就像机关枪射出的一颗颗子弹从太阳飞向地球。这个理论非常符合直觉光走直线就像子弹一样光照在镜子上会反弹就像皮球撞墙一样。牛顿用粒子模型完美解释了反射和折射现象。然而荷兰物理学家惠更斯看着水塘里的涟漪陷入了沉思他提出了“波动说”认为光像水波或声波一样是一种在介质中传播的振动虽然惠更斯的理论也能解释很多现象但在牛顿巨大的身影下他的声音微弱得像风中的烛火整个18世纪物理学界是粒子的天下。直到1801年一个“刺头”出现了英国医生、物理学家托马斯·杨做了一个极其简单却又极其致命的实验彻底打了牛顿的脸。他在一块遮光板上开了两条平行的细缝然后让一束光射向这两条缝请大家设想一下如果光是牛顿所说的“粒子子弹”那么穿过两条缝隙后后面的屏幕上应该留下什么应该留下两道明亮的条纹对应着缝隙的位置就像喷漆穿过模具一样。但结果让所有人目瞪口呆屏幕上出现的不是两道杠而是一排明暗相间的、斑马线一样的条纹这种现象在物理学上叫做“干涉”这是波独有的身份证想象一下你向池塘里同时扔进两颗石子两圈涟漪扩散开来当它们相遇时如果波峰遇到波峰水面会跳得更高如果波峰遇到波谷水面就会平静下来。托马斯·杨指着那些明暗条纹宣告牛顿错了粒子不可能产生干涉只有波可以这个实验被称为“物理学史上最漂亮的实验”之一它终结了粒子说一百多年的统治从那以后麦克斯韦建立了电磁场理论波动说大获全胜物理学家们以为战争结束了。但故事没有结束反转来得比电视剧还快1905年爱因斯坦发表了一篇惊世骇俗的论文他研究了一个叫“光电效应”的现象把好不容易平静下来的物理学界又搅得天翻地覆。什么是光电效应简单说就是用光照射金属金属表面的电子会被踢出来。这事儿怪就怪在如果光是波那么光的能量应该取决于“强度”光越强能量越大电子应该被踢得越猛。但实验结果完全相反不管光有多强只要光的颜色不对比如用红光一个电子也打不出来不管光有多弱只要光的颜色对路比如用紫光电子瞬间就被打出来了。这就像你拿机关枪扫射一扇门门纹丝不动但你拿一根绣花针轻轻一戳门却开了波动理论在这里彻底失效爱因斯坦给出了一个离经叛道的解释光不是连续的波而是一份一份的“能量包”他把这个能量包叫做“光量子”也就是后来的“光子”。每个光子的能量只跟频率有关频率高能量就大频率低能量就小红光的光子就像乒乓球扔得再多也砸不穿玻璃紫光的光子就像子弹一颗就能击穿爱因斯坦的解释完美得无懈可击他也因此拿到了诺贝尔奖。但物理学家们却崩溃了托马斯·杨的实验证明光是波爱因斯坦证明光是粒子光到底是什么答案是光既是粒子又是波这就是著名的“波粒二象性”这听起来简直是疯话这就像在说一个人既是男人又是女人既是圆的又是方的在宏观世界里这是逻辑矛盾但在微观世界里这是基本法则。为了搞清楚这到底是怎么回事科学家们决定把双缝干涉实验升级他们把“光子枪”调到了点射模式一次只发射一个光子。注意这是一个关键时刻如果一次只发射一个光子这个光子要么穿过左缝要么穿过右缝它不可能像水波一样同时穿过两个缝对吧既然只能穿过一个缝它就没法跟别人干涉按理说屏幕上应该只出现两道亮线。科学家屏住呼吸看着屏幕上一个个亮起的光点起初光点看似随机分布。但随着光子数量增加令人头皮发麻的一幕出现了那些光点竟然慢慢排列成了明暗相间的干涉条纹每一个光子都是单独通过的它的前后都没有别的光子它在跟谁干涉答案只有一个也是最疯狂的一个光子在跟自己干涉。根据量子力学的解释当光子在飞向双缝时它不是一颗子弹而是一个“概率波”它同时穿过了左缝和右缝它处于一种“既左又右”的叠加态这个分身后的自己和自己相遇产生了干涉最后在屏幕上坍缩成一个点这已经不是科幻了这是玄幻。如果不去观测光子就是波那如果我们偷偷看一眼呢科学家在双缝旁边装了探测器想看看光子到底走了哪条路结果诡异的事情发生了一旦你打开探测器干涉条纹瞬间消失了屏幕上只剩下两道杠光子仿佛知道有人在偷窥立刻收起了波动的神通老老实实变成了一颗规矩的粒子。关掉探测器条纹又回来了这意味着观察者的“看”改变了物质的“态”在宏观世界月亮不管你看没看它它都在那里但在量子世界你不看它是波你看它是粒子波尔说“在观测发生之前没有任何物理量是客观存在的。”爱因斯坦气得直跺脚留下了那句名言“上帝不掷骰子”他至死都不愿相信世界是由随机和概率主宰的。但这还不是最恐怖的1979年为了纪念爱因斯坦诞辰100周年物理学家约翰·惠勒提出了一个让因果律崩溃的实验延迟选择实验。惠勒的脑洞是这样的既然观测会破坏干涉那我们能不能耍个赖我们等光子已经穿过了双缝但还没有到达屏幕之前再决定要不要观测它按照常理光子穿过双缝是“过去”发生的事我们“现在”的决定不应该改变“过去”的选择。1984年马里兰大学真的做成了这个实验结果让所有人背脊发凉不管你在光子出发前决定还是在光子穿过双缝后决定结果是一样的只要你最后决定观测路径光子在过去就是以“粒子”形式穿过单缝的只要你最后决定不观测路径光子在过去就是以“波”的形式穿过双缝的。这意味什么意味着现在的行为决定了过去的历史或者更准确地说在量子力学里根本没有确定的过去过去、现在和未来是纠缠在一起的直到观测的那一瞬间历史才坍缩成唯一的现实。不要以为这只是光特有的怪癖后来科学家发现电子、原子甚至由810个原子组成的巨大分子都具有波粒二象性2013年科学家让巨大的分子穿过双缝同样看到了干涉条纹那为什么我们在生活中看不到为什么你把自己扔向两扇门不会变成两个人根据德布罗伊的公式物体的波长与动量成反比你的质量太大动量太大导致你的波长短到了几乎为零短到完全无法产生宏观的干涉但这并不代表波动性不存在它只是被掩盖了。从本质上讲构成你身体的每一个粒子都是一团概率的云雾。回到最初的问题光到底是什么它不是波也不是粒子它是我们人类语言无法描述的某种存在正如诺贝尔奖得主费曼所说“我可以有把握地说没有人真正理解量子力学。”