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文明之火FOC

第十一章:蘇格蘭的黑山羊

文明之火FOC 自然甄選 2819 2022-07-17 21:57:35

  音樂的聲音很大,卻掩蓋不住示威者刺耳的譏諷聲,它們像一把把鋒利的刺刀,在陳道安的大腦上劃下一條條無法愈合的裂痕。陳道安本想像瘋子一樣跟這群瘋子理論理論,可是經(jīng)過一段思想斗爭后,理智還是占了上風,他便咬咬牙硬闖了進去。

  來到了四樓,樓下的喧鬧聲仍然不小,不過也是音樂的美能遮蔽的不足。

  陳道安無法一人分飾記錄者與觀察者兩角,自己只能作為記錄者,便打算使用探測器以代替之。

  實驗所要用到的裝置十分簡單,都是常規(guī)楊氏雙縫干涉實驗要用到的,所以陳道安并沒有打算做那些花里胡哨的楊氏雙縫干涉實驗的延伸的版本。

  陳道安打算先從簡單的單縫入手,這樣以便他的思維能夠跟得上實驗的腳步。等到擺好光源、狹縫和探測屏后,他就叼著筆,開始了思索。

  先假設一束光是由經(jīng)典粒子組成的,那么當許多束光照向足夠細小的狹縫,只有一束光能穿過這個狹縫,其他無數(shù)束光都向除了狹縫外的地方?jīng)_擊,如果這么說,在探測屏應該會觀察到對應于狹縫尺寸與形狀的圖樣。

  可是事實就擺在眼前,探測屏上顯示出在中央?yún)^(qū)域有一塊比較明亮的光帶,旁邊襯托著兩塊比較暗淡的光帶。

  這也是曾經(jīng)光波動說被廣泛接受的主要原因,當時的主流理論——光微粒說的地位也逐漸被撼動。

  陳道安換上了雙縫,實驗繼續(xù)。

  打開光源,探測屏上顯示出一排明亮條紋與暗淡條紋相間的圖樣,很明顯,光發(fā)生了相長干涉與相消干涉,這與光由經(jīng)典粒子組成的情況大不相同,探測屏上顯示的并不是兩個單縫圖樣的總和。

  光的種種跡象表明,它既是粒子也是波,這些相互矛盾的發(fā)現(xiàn),使得物理學家們不得不想辦法超越經(jīng)典力學,更仔細地將光的量子性質納入考量。

  哥本哈根解釋堅持微觀系統(tǒng)與宏觀系統(tǒng)之間絕對分裂的觀點,他認為微觀系統(tǒng)應該由量子物理學來描述,宏觀系統(tǒng)應該由經(jīng)典物理學來描述。而這不得不導致一個問題,在不同領域里,物理學家需要使用不同的理論,而使用不同的理論描述同一個東西就會有局限性。

  思索到這里,陳道安不禁想到是否有一套理論,能夠適用于兩個領域,這樣就可以避免了微觀系統(tǒng)與宏觀系統(tǒng)絕對分裂。

  他暫時拋開思考,繼續(xù)進行下一個實驗。

  他把探測器放在兩條狹縫后面,隨后打開探測器,它可以專門探測光子通過的是哪一條狹縫。

  當光源打來一束光,照在探測屏上的只剩下兩個單縫圖樣的總和,干涉圖樣完全消失,光沒有發(fā)生干涉,光又失去了波動性。

  前人的結論是正確的,觀察者可以決定光通過雙縫呈現(xiàn)出來的圖樣,換一種說法,它可以決定哪種性質成為物理實在。假若沒有觀察者或不裝置探測器,則干涉圖樣會成為物理實在,探測屏上會顯示若干條亮暗不一的干涉圖樣;假若有觀察者或選擇裝置探測器,則路徑信息會成為物理實在,探測屏會上顯示兩條亮度一樣的圖樣。

  陳道安重新拾起剛才的思考,光子屬于“量子粒子”,是既非粒子也非波的第三類物質,同時它擁有粒子和波的性質。但是它只會在某一時刻、某一特定條件、某一領域下表現(xiàn)出其中一種性質——波的性質或者是粒子的性質,不會同時表現(xiàn)出波的性質和粒子的性質,不能把它單獨地概括成波或者粒子,也不能把它當作粒子和波的結合。

  不妨做一個大膽的假設,這些“量子粒子”的原始形態(tài)可以同時表現(xiàn)出粒子的性質和波的性質,那么它在什么時候才會呈現(xiàn)出它的原始形態(tài)?陳道安不由自主地想。

  陳道安的大腦飛速地轉動著,像一片沸騰的電子海洋,一個個想法像一個個亮起的電燈,在亮起片刻后被陳道安否定,暗了下去后,再刷新下一批電燈,如此反復,直到大腦突然被一個巨大的電燈占據(jù),在它即將暗淡下去的片刻,陳道安將它握住了。

  不由自主地,陳道安想起曾經(jīng)聽說過的一個數(shù)學故事:三位科學家來到蘇格蘭的郊外科考,此時他們看到遠處有一只黑山羊。其中的天文學家說:“蘇格蘭的山羊都是黑色的?!蔽锢韺W家補充到:“蘇格蘭有黑山羊。”數(shù)學家笑著說:“你們陳述得都不太嚴謹,應該說此時此刻,從我們觀察的角度來看,這只山羊的有一個側面是黑色的?!?p>  是的,此時此刻,從陳道安實驗的角度來看,光是具有波動性的。因為三維空間的局限性,那三個人在某一時刻只能觀察到那只山羊的一個面,也許當他們轉到山羊的另一邊去的時候,會驚訝地發(fā)現(xiàn)那只山羊另一面居然是白色的。

  可是如果他們能夠跳脫出三維空間,一切問題都解決了,在三維空間,他們只能將這只山羊描述成“有一個面是黑色的山羊”或者是“有一個面是白色的山羊”,而在更高維度的空間,無論在何時,他們都可以同時觀察到山羊的黑白兩個面,并給予這樣的描述:“它是一只左面是黑色,且右面是白色的山羊”。

  類似地,光子作為“量子粒子”,具有粒子的性質和波的性質,但不能描述成無論在何時,光子可以同時表現(xiàn)出波的性質和粒子的性質。

  陳道安思想噴涌,抓起一張草稿紙試圖寫下大腦中所有的想法,可是他突然發(fā)現(xiàn)這樣做太慢,便打開電腦,雙手在鍵盤上快速地移動。

  思考繼續(xù),不如作出更扯的假設,光子在四維空間或者是更高維度的空間里可以同時擁有波的性質和粒子的性質,而三維空間的光子只作為四維空間的“投影”所存在,只能在某一時刻體現(xiàn)出其中一種性質——波的性質或者是粒子的性質。而且當一個三維的正方體被光照射投下影子,“投影”的邊長是不相同的,也就是說,高維到低維的“投影”存在變質與偏差。這些都解釋了量子物理學中的隨機性。

  邏輯條理清晰得恐怖,這導致陳道安在某些思考的片刻,甚至信以為真,并試圖在此基礎上構建一個足以稱得上完整的高維世界。

  陳道安想,如果能夠證明上述完全正確,那么人類就可以從更高的維度作為出發(fā)點,構建一套同適用于三維甚至更低維的理論,量子物理學無需與經(jīng)典物理學完全決裂,同時也能為四維或更高維的各種物理理論打下基礎。

  想到這里,陳道安不禁摩拳擦掌,恨不得一夜之間將所有理論全部寫出來。可是,頃刻間,他又萬念俱灰,因為如果要提出理論,就要做實驗,而這又是從更高維度的基礎上才能做的實驗,實在是無從下手,畢竟以現(xiàn)在人類的實力,還是拿高維沒辦法。

  不過陳道安最近聽聞FOC有在進行維度實驗,而且規(guī)模巨大,他也還是愿意將自己的想法提交給FOC的上級,畢竟自己搞理論不僅不可能,而且也要等到猴年馬月,不如好好地利用FOC的資源。

  在電腦上寫下所有想法后,陳道安伸了個懶腰,感覺渾身舒服了不少,拔下U盤后,便想轉身走人,突然發(fā)現(xiàn)還有一堆實驗器具沒有收拾。

  陳道安笑著搖搖頭,還是得自己收拾??墒钱斔蛩愀┫律碜尤ナ帐暗哪且豢蹋械阶约旱纳眢w不受控制地愣住了。

  光源并沒有關,光透過雙縫照在探測屏上,探測器并沒有閃出表示正在探測的紅燈,而探測屏上顯示的是兩條單縫圖樣的總和!

  陳道安連滾帶爬地跑到探測器旁,確保探測器沒有打開后,他又查看連接探測器的電路,電源完全切斷,探測器根本不可能在運作。

  陳道安被驚起了一身冷汗,因為雙縫干涉實驗的結果告訴他:除了探測器以外,還有一名觀察者!

  他手足無措得不知道該做些什么,連忙將光源關了再打開,雙手在雙縫間搗鼓,打開探測器再關掉探測器。

  一次、兩次……四次,每一次結果都無不顯示出令人震驚的結果:有觀察者!

  陳道安連連后退,隨后他故作鎮(zhèn)定地環(huán)顧四周,實驗室的門完全緊閉,連扇窗都沒有,根本不可能有人。

  當他抬頭望向天花板時,仿佛有一雙無形的瞳孔在緊盯著自己。

  陳道安嚇壞了,連忙跑出實驗室,留下了一堆沒有收拾的殘局。

  跑回房間后,他的衣服早已被汗浸濕,頭上還在不斷地冒黃豆般大小的汗珠,不過這不是劇烈運動后散熱的汗,而是人感到恐懼后冒出的冷汗。

  陣陣恐懼襲來,像是空穴來的陰風,不斷襲擾著陳道安。這天,陳道安失眠了,他翻個身都會感覺自己被一雙大眼盯著,這讓他感到恐懼、不安、壓抑。即便是一名堅定的無神論者和唯物主義者,此時他的信仰或多或少都會受到撼動。

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