觀察者效應
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觀察者效應(Observer Effect)
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觀察者效應源自物理學的雙縫實驗,是指由於觀察者的存在改變了物質的狀態。通俗的解釋,是指被觀察的現象或事物會因為觀察行為而受到一定程度的影響。
雙縫實驗,著名光學實驗,在1807年,托馬斯·楊總結出版了他的《自然哲學講義》,裡面綜合整理了他在光學方面的工作,併在裡面第一次描述了雙縫實驗:把一支蠟燭放在一張開了一個小孔的紙前面,這樣就形成了一個點光源(從一個點發出的光源)。現在在紙後面再放一張紙,不同的是第二張紙上開了兩道平行的狹縫。從小孔中射出的光穿過兩道狹縫投到屏幕上,就會形成一系列明、暗交替的條紋,這就是現在眾人皆知的雙縫干涉條紋。
在量子力學里,雙縫實驗是一種演示光子或電子等等微觀物體的波動性與粒子性的實驗。雙縫實驗是一種“雙路徑實驗”。在這種更廣義的實驗里,微觀物體可以同時通過兩條路徑或通過其中任意一條路徑,從初始點抵達最終點。雙縫實驗是最早利用單一光源形成兩束相干光,從而獲得干涉現象的典型實驗。[1]
這一想法最早出現在魏茨曼科學研究所在1998年的一篇著名論文里。該文提出,觀察行為改變了電子在通過小孔時的行為。當沒有被觀察時,它們表現為粒子和波;當存在觀察時,它們只能表現為粒子。
研究人員對該現象進行了深入的研究,其中包括一份2011年的文章,證明瞭當測量其位置時,通過小孔移動的光子的動量受到干擾。[2]
當量子“觀察者”在觀察時,量子力學表明粒子也可以表現為波。這對於亞微米級的電子是成立的,例如。在美國,距離測量不到一微米,或千分之一毫米。當表現為波時,電子可以同時通過勢壘中的幾個開口,然後在另一邊再次相遇。這被稱為干涉。現在,關於這個現象最荒謬的事情是,它只能發生在沒有人觀察它的時候。一旦觀察者開始觀察粒子穿過這個開口,得到的圖像就會發生戲劇性的變化:如果一個粒子可以被看到穿過一個開口,很明顯它沒有穿過另一個開口。換句話說,當被觀察時,電子或多或少被強迫表現得像粒子而不是波。因此,僅僅觀察的行為就會影響實驗結果。
當你在世界上觀察某樣東西時,一棵樹、一隻鳥或任何其他東西,無論你在何時何地觀察這個物體,它總是不變的。然而,如果告訴你,你觀察某隻鳥的時間和方式會影響它的外貌,那會怎麼樣呢?觀察者效應簡單的說就是由於宇宙中意識的出現改變了物質的表現形式。
薛定諤為了揭示這種理論的可笑,曾發表過他那著名的思想實驗:一隻貓被封在一一個密室里,密室里有食物有毒藥。毒藥瓶上有一個錘子,錘子由一個電子開關控制,電子開關由放射性原子控制。如果原子核衰變,則放出阿爾法粒子,觸動電子開關,錘子落下,砸碎毒藥瓶,釋放出裡面的氰化物氣體,貓必定死亡。但是物理學家無法知道, 它在什麼時候衰變,原子核的衰變是隨機事件,如果我們不揭開密室的蓋子,根據我們在日常生活中的經驗,可以認定貓或死或活。這是它的兩種本徵態按照量子力學的解釋,箱中之貓處於死——活疊加態,要等到打開箱子看貓一眼才決定其生死。
我們還不知道觀察者效應時,我們以為,雌螳螂交配後會吃掉雄螳螂。可後來我們發現,雌螳螂之所以吃掉雄螳螂,是因為觀察者在場引起了他的緊張,它把自己的丈夫當成了敵人。


