走进不科学 第593节
十五分钟后。
徐云看了眼怀表，咔哒一声将盖子合上，按下了静止键。
接着不等他说话。
乔吉亚·特里便一个箭步猛地跑向了晶体板。
其余几位以太学说的狂热党对视一眼，也纷纷跟了上去。
一百米的距离，乔吉亚·特里花了十秒钟多一点儿便跑完了。
搁在后世甚至有机会拿到奥运会百米决赛的入场券。
接着很快。
晶体板附近便传来了一道巨大的哀嚎声：
“no！！！！！！！！”
一个简单到不能再简单的单词，此时已然说明了一切：
即便是再次进行实验，得到的依旧是……
干涉条纹。
相同的步骤，只是换了成像板——或者说关闭了接收器，出现的居然是两种结果？
当然了。
看到这里，可能会有同学会有一个疑问：
不对啊钓鱼娘。（娘个锤子）
这个实验虽然关闭了接收器，可人的肉眼不是同样可能看到晶体板吗？
既然被观测了，那么信息就会外泄。
为什么波函数不会坍塌叻？
怎么说呢……
这其实算是一个被那些双缝干涉夸张说法误导而产生、但又有一定质量的问题。
误导的地方在于夸张了肉眼观测的效果，高质量则在于它提到了信息路径这个概念。
这就造成了一种结果：
有些解释会把这个问题往神秘侧上去带。
比如光子可以和你的心灵发生感应、微粒皆有灵性云云。
这种说法与其说是唯心，不如说是灵能……
偏偏这年头有些人就吃这一套，某音上就可以看到一堆喜欢科学歪曲成玄学的评论。
那么真相到底是啥咧？
先说说波函数的由来吧。
一个多世纪前。
当光的波动属性和粒子属性同时摆在人们面前的时候，物理学家们便开始寻找合适的数学语言，来描述这个当时颇为陌生的特性。
尤其在1924年德布罗意提出所有物质都有波粒二象性之后，这个任务变得更加迫切。
1925年。
海森堡、玻恩等人在研究氦原子能谱时，他们将能级跃迁过程与矩阵联系起来，发明了矩阵力学。
至于如何把波的形式纳入其中，就只好求助于傅里叶分解。
同年晚些时候。
薛定谔从波动性出发，受到经典力学中哈密顿－雅克比方程的启发，写出了薛定谔方程ψ。
薛定谔方程的有趣之处在于，从看似连续的外表下，竟然可以解出离散的能谱。
比起矩阵力学。
薛定谔方程这种微分方程形式，更为当时的物理学家所熟悉。
而且与传统理论力学中的各类方程联系也更直接，于是便成了公认的通往量子理论殿堂的大门。
在量子理论演化的过程中，物理学家曾经数次尝试从不同角度搭建从经典理论通向量子理论的道路。
这些工作被统称为“量子化”。
可虽然在整个量子理论体系中，薛定谔方程的地位至关重要，但它的物理意义嘛……
却依旧是个谜。
薛定谔本人曾经错误地以为那是某种荷的密度，但很快便发现这与实验事实无法调和。
玻恩在苦思几个月之后提出来另一个看法：
方程所刻画的，其实是一种概率。
薛定谔方程ψ的变式代表粒子被测量时塌缩到状态ψ的概率。
自那时起，一场长达近百年的论战便拉开帷幕。
其中历经多番波折，例如epr思想实验等等，至今仍迷雾重重，悬而未决。
首先要说明的一点是：
截止到目前，所有已知的定律里，没有一条能够说明波函数究竟是怎么坍缩的。
这个坍缩是一种绝对的随机，在拥有确定性的数学计算中是不存在这种随机的。
所以坍缩必定是由一个数学之外的东西来触发。
比如女生化妆前后的对比。
这就是一种“波函数坍缩”的表现。
人由健康到生病。
也是一种“波函数坍缩”的表现。
两个人由陌生人到恋人。
还是一种“波函数坍缩”的表现。
以上种种情况，试问怎么用数学计算来描述？
甚至你看到这段文字打了个本章说，但却因为拼音拼错而删除了原先的某个字，同样也是一种“波函数坍缩”的表现。
因此这就可以引申出另一个概念：
坍塌的‘程度’问题。
比如你删了一个字，那就是小坍塌。
删了十个字，就是大坍塌。
肉眼观测同样如此。
在电子——现实中以光子为主的光子双缝干涉实验中，肉眼观测对结果造成的影响，要远低于感应装置对结果造成的影响。
这涉及到了一个信息数的概念，用个不太严谨但比较好理解的解释来说可以描述成这样：
感应装置灵敏度很好可以感受到每个光子，而你的肉眼只能看到很少很少的光子。
你‘看到’的那部分坍塌成了粒子，而你没看到的则形成了干涉条纹——再重复一次，这是一个很不严谨的说法，只限于供笨蛋……咳咳，鲜为人同学理解。
在徐云穿越的后世。
经常会有一些网络作家把主角设定成‘观测者’，一看过去时空啊生命啊都停止或者毁灭了。
这种情节本身没啥问题，网络小说开脑洞嘛。
只是搞出这些设定的作者，大概率都是将真正的波函数观测概念误解成了肉眼观测……
量子力学就是这么晦涩难懂，但又偏偏确实存在。
例如比起观测更典型的量子隧穿。
如果说‘观测’对于寻常人来说有些距离的话，那么量子隧穿效应在我们的生活中就可太密切了。
比如我们的太阳，又比如手机的芯片。
芯片这玩意儿大家应该都不陌生，比如什么高通啊、联发科啊、华为海思啥的。
而提及芯片，必然就会谈到光刻机。
世人皆知我国的光刻机技术完全被外界封锁，但鲜少有人知道，芯片最小的精度就是1纳米。
1纳米之后，芯片就会出现严重的量子隧穿效应。
还有光合作用反应中心和呼吸复合物中，电子穿过蛋白屏障，也同样是一种量子隧穿。
还是那句话。
量子力学至今无人能够真正解释，但它却又时刻与你我的生活密切相关。
远远不是那种‘遇事不决量子力学’的玄学概念。
话题再回归原处。
在徐云穿越来的后世，光子双缝干涉这块有个很典型的实验。
也就是此前提及过的10.1126/science.1136303这篇，发表在学术最高期刊《science》上的论文。
其中有个环节便是肉眼进行近距离观测——因为是光子嘛，可以直接看到。
实验用的干涉缝隙很小，裸眼是看不到条纹的。
所以实验小组就搞了个显微镜盯着看。
最终聚焦的区域干涉条纹完全消失，但非聚焦区只是变淡了。
更进阶的还有擦除实验，有机会今后再讲。
近距离尚且如此，就更别说徐云他们站在一百米开外的情况了。
很快。
徐云看了眼怀表，咔哒一声将盖子合上，按下了静止键。
接着不等他说话。
乔吉亚·特里便一个箭步猛地跑向了晶体板。
其余几位以太学说的狂热党对视一眼，也纷纷跟了上去。
一百米的距离，乔吉亚·特里花了十秒钟多一点儿便跑完了。
搁在后世甚至有机会拿到奥运会百米决赛的入场券。
接着很快。
晶体板附近便传来了一道巨大的哀嚎声：
“no！！！！！！！！”
一个简单到不能再简单的单词，此时已然说明了一切：
即便是再次进行实验，得到的依旧是……
干涉条纹。
相同的步骤，只是换了成像板——或者说关闭了接收器，出现的居然是两种结果？
当然了。
看到这里，可能会有同学会有一个疑问：
不对啊钓鱼娘。（娘个锤子）
这个实验虽然关闭了接收器，可人的肉眼不是同样可能看到晶体板吗？
既然被观测了，那么信息就会外泄。
为什么波函数不会坍塌叻？
怎么说呢……
这其实算是一个被那些双缝干涉夸张说法误导而产生、但又有一定质量的问题。
误导的地方在于夸张了肉眼观测的效果，高质量则在于它提到了信息路径这个概念。
这就造成了一种结果：
有些解释会把这个问题往神秘侧上去带。
比如光子可以和你的心灵发生感应、微粒皆有灵性云云。
这种说法与其说是唯心，不如说是灵能……
偏偏这年头有些人就吃这一套，某音上就可以看到一堆喜欢科学歪曲成玄学的评论。
那么真相到底是啥咧？
先说说波函数的由来吧。
一个多世纪前。
当光的波动属性和粒子属性同时摆在人们面前的时候，物理学家们便开始寻找合适的数学语言，来描述这个当时颇为陌生的特性。
尤其在1924年德布罗意提出所有物质都有波粒二象性之后，这个任务变得更加迫切。
1925年。
海森堡、玻恩等人在研究氦原子能谱时，他们将能级跃迁过程与矩阵联系起来，发明了矩阵力学。
至于如何把波的形式纳入其中，就只好求助于傅里叶分解。
同年晚些时候。
薛定谔从波动性出发，受到经典力学中哈密顿－雅克比方程的启发，写出了薛定谔方程ψ。
薛定谔方程的有趣之处在于，从看似连续的外表下，竟然可以解出离散的能谱。
比起矩阵力学。
薛定谔方程这种微分方程形式，更为当时的物理学家所熟悉。
而且与传统理论力学中的各类方程联系也更直接，于是便成了公认的通往量子理论殿堂的大门。
在量子理论演化的过程中，物理学家曾经数次尝试从不同角度搭建从经典理论通向量子理论的道路。
这些工作被统称为“量子化”。
可虽然在整个量子理论体系中，薛定谔方程的地位至关重要，但它的物理意义嘛……
却依旧是个谜。
薛定谔本人曾经错误地以为那是某种荷的密度，但很快便发现这与实验事实无法调和。
玻恩在苦思几个月之后提出来另一个看法：
方程所刻画的，其实是一种概率。
薛定谔方程ψ的变式代表粒子被测量时塌缩到状态ψ的概率。
自那时起，一场长达近百年的论战便拉开帷幕。
其中历经多番波折，例如epr思想实验等等，至今仍迷雾重重，悬而未决。
首先要说明的一点是：
截止到目前，所有已知的定律里，没有一条能够说明波函数究竟是怎么坍缩的。
这个坍缩是一种绝对的随机，在拥有确定性的数学计算中是不存在这种随机的。
所以坍缩必定是由一个数学之外的东西来触发。
比如女生化妆前后的对比。
这就是一种“波函数坍缩”的表现。
人由健康到生病。
也是一种“波函数坍缩”的表现。
两个人由陌生人到恋人。
还是一种“波函数坍缩”的表现。
以上种种情况，试问怎么用数学计算来描述？
甚至你看到这段文字打了个本章说，但却因为拼音拼错而删除了原先的某个字，同样也是一种“波函数坍缩”的表现。
因此这就可以引申出另一个概念：
坍塌的‘程度’问题。
比如你删了一个字，那就是小坍塌。
删了十个字，就是大坍塌。
肉眼观测同样如此。
在电子——现实中以光子为主的光子双缝干涉实验中，肉眼观测对结果造成的影响，要远低于感应装置对结果造成的影响。
这涉及到了一个信息数的概念，用个不太严谨但比较好理解的解释来说可以描述成这样：
感应装置灵敏度很好可以感受到每个光子，而你的肉眼只能看到很少很少的光子。
你‘看到’的那部分坍塌成了粒子，而你没看到的则形成了干涉条纹——再重复一次，这是一个很不严谨的说法，只限于供笨蛋……咳咳，鲜为人同学理解。
在徐云穿越的后世。
经常会有一些网络作家把主角设定成‘观测者’，一看过去时空啊生命啊都停止或者毁灭了。
这种情节本身没啥问题，网络小说开脑洞嘛。
只是搞出这些设定的作者，大概率都是将真正的波函数观测概念误解成了肉眼观测……
量子力学就是这么晦涩难懂，但又偏偏确实存在。
例如比起观测更典型的量子隧穿。
如果说‘观测’对于寻常人来说有些距离的话，那么量子隧穿效应在我们的生活中就可太密切了。
比如我们的太阳，又比如手机的芯片。
芯片这玩意儿大家应该都不陌生，比如什么高通啊、联发科啊、华为海思啥的。
而提及芯片，必然就会谈到光刻机。
世人皆知我国的光刻机技术完全被外界封锁，但鲜少有人知道，芯片最小的精度就是1纳米。
1纳米之后，芯片就会出现严重的量子隧穿效应。
还有光合作用反应中心和呼吸复合物中，电子穿过蛋白屏障，也同样是一种量子隧穿。
还是那句话。
量子力学至今无人能够真正解释，但它却又时刻与你我的生活密切相关。
远远不是那种‘遇事不决量子力学’的玄学概念。
话题再回归原处。
在徐云穿越来的后世，光子双缝干涉这块有个很典型的实验。
也就是此前提及过的10.1126/science.1136303这篇，发表在学术最高期刊《science》上的论文。
其中有个环节便是肉眼进行近距离观测——因为是光子嘛，可以直接看到。
实验用的干涉缝隙很小，裸眼是看不到条纹的。
所以实验小组就搞了个显微镜盯着看。
最终聚焦的区域干涉条纹完全消失，但非聚焦区只是变淡了。
更进阶的还有擦除实验，有机会今后再讲。
近距离尚且如此，就更别说徐云他们站在一百米开外的情况了。
很快。