宇宙存在造物主, 這個世界的結構不是偶然的, 雙縫干涉可以證明

中國科學院院士、諾貝爾物理學獎獲得者

楊振寧

在一次採訪中說:如果你問我說是有沒有上帝呢,如果你所謂的上帝是個人形狀的,那我想沒有,如果問我說是有沒有一個

造物者

,那我想是有的,因為整個這個世界的結構並不是偶然的,偶然是不可能創造出世界這麼多奇妙的東西。

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光的雙縫干涉實驗

相信許多人都聽過著名的“光的雙縫干涉實驗”它證明了

“光的波粒二象性”

。雙縫干涉實驗,起初人們為了探索光的本質,光到底是由什麼 組成的而建立的實驗,

科學家

們想弄明白光是一種波還是一種粒子。

著名

物理學家

牛頓

認為,光是由粒子組成,憑藉牛頓在

經典物理學

方面的造詣,絕大多數物理學家都支援牛頓。

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第一次雙縫干涉實驗

1801年,英國物理學家

托馬斯-楊

,決定用實驗來驗證牛頓經典物理學認為的光是粒子究竟是否正確,這個實驗就是經典的楊氏干涉實驗,也稱為雙縫干涉實驗。實驗原理很簡單:1,讓太陽光穿過濾鏡2,再穿過一張開了一個小孔的紙3,讓光再透過一條細小的狹縫4,在探射屏上觀察光的狀態,來驗證光到底是波還是粒子。

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這個實驗的原理是兩種假設:1,光如果是由粒子組成,那麼光束透過狹縫後,在探射屏上應該會觀察到對應於狹縫尺寸和形狀一樣的圖案。2,相反,如果光是一種波,那麼光束照射於兩條互相平行的狹縫,在探射屏上顯示出的是一系列明亮條紋與暗淡條紋相間的類似斑馬紋一樣的圖案。最終楊氏雙縫干涉第一次驗證了,這個點光源穿過雙縫後形成了斑馬紋一般的波紋,說明,光的傳播被幹涉了,而這種干涉現象,只有在波的情況下才會產生,所以牛頓理論錯誤。

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第一次雙縫干涉實驗證明了光是一種波

,於是托馬斯-楊將論文發表在《物理光學的相關實驗與計算》,光是一種波被人們普遍接受。

多年以後,科學家們發現,第一次干涉實驗是透過濾鏡來獲取一個點光源,嚴格地說是一個光束,光束包含著無數光子,當它們在同一時間經過雙縫,肯定會產生干涉現象,所以不能夠僅此證明光就是波。第一次干涉實驗不夠嚴謹。

第二次雙縫干涉實驗

和第一次實驗不同,這次,實驗人員透過光子槍,將光子一粒一粒發出,每次隔開幾秒,光子槍就會自動朝縫中發射光子,最後投射到螢幕上,這樣操作,由於光子是一粒一粒發出的,因此理論上講它們應該不會產生干涉現象。

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可是事實卻不是如此,被單獨發出去的光子,在穿過雙縫後,也發生了干涉現象,這就奇怪了,按道理講,一束光裡面光子與光子產生干涉很正常,現在是一粒光子一粒光子發出去,應該不存在光子與光子之間互相干涉才對呀。

科學家猜測:可能是單個光子在透過縫隙時,分裂成2個,而且互相發生干涉,也有可能是發生了現今科學無法解釋的現象。

於是,科學家們想到了一個很好的辦法:在兩條縫隙邊各自安裝一個

探測器

,用於探測光子在穿越縫隙時怎麼從一個變成兩個,如果不是一個分裂成兩個,它們又是怎麼發生彼此干涉。

奇妙的事情發生了

光子不干涉了,你沒聽錯,它們不干涉了,安裝了探測器之後,單個光子穿過雙縫投在螢幕上的現象並沒有干涉,簡單的說,就是光子好像知道有探測器在監視著它們,沒有探測器時它們就互相干涉,有探測器時它們就不互相干涉。是不是細思極恐,毛骨悚然,令人費解。彷彿有什麼秘密不想讓人類知道,光子們知道人類在窺視它們,人們的一切 操作都在它們的眼皮底下。

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這個實驗證明了,光即是粒子,也是波,這個現象就稱為:光的波粒二象性

,它們以何種形態出現,取決於是否有觀測者在觀測它們,簡單的說,就是你若看我,我就是粒子,你若不看我,我就是波。這是什麼情況?似乎有一雙無形的眼睛一直在看著你,它們知道你的一切。你想窺探它們?沒門。

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舉個簡單的例子

假如你是個白領,整天與電腦為伴,你在上班時候打遊戲,這時老闆突然回來了,你趕緊切換遊戲介面,換到辦公軟體,假裝在工作,老闆看了很滿意的走了,這時你又切換為遊戲介面打遊戲

在這個情況中,你有兩個形態,一個是打遊戲,一個是用辦公軟體,而究竟是哪一種,取決於老闆有沒在身邊看你,老闆看你,你就是在用辦公軟體,老闆不看你,你就在打遊戲。這就是波粒二象性的通俗比喻,如果你就是一個光子,而你老闆就是探測器,觀測者,那麼你呈現波的形態或者是粒子的形態,就取決於觀測者有沒有在看你。這是不是很詭異,有點迷信的味道,光子就好像有自己的意識,它知道有沒有人在觀測它,就像你知道你老闆是不是在檢視你有沒打遊戲一樣。

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物理學家

愛因斯坦

在晚年就認為:

上帝不可能擲骰子

。這想法跟我國物理學家

楊振寧

所說意思類似,那就是這個世界不可能是偶然的,宇宙似乎存在某種

造物主

,制定了一系列秩序規則。這造物主不一定具有人的形態,至於是什麼,這是困擾人類認知的最大問題。

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