Re: [問卦] 波粒二象性是一種bug嗎

看板Gossiping作者 (小迪)時間2年前 (2022/02/20 11:31), 編輯推噓193(198推 5噓 100→)
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※ 引述《ga86041 (ga86041)》之銘言： : 大家好早安好 : 如題像駭客任務所演 : 世界或許只是一串編碼 : 而再完美的coder也難免有疏漏 : 不小心被人類抓到波粒二象性 : 這個完全不合常理的 : 存在在狹縫之中的小小bug : 造物主是不是嚇得瑟瑟發抖 : 造物主會回來修嗎?? : 有沒有這方面的八卦 不是bug，簡單來說是觀察世界的角度不同，就像鹽巴我用眼睛觀察是白色結晶，用味蕾 觀察他是鹹的，完全不相干的兩件事，就是"測量"的不同。 研究量子除了需要智商，更需要情商，下面我很粗略地說一下這方面的卦。 首先千萬不要用"常識"來研究量子，因為微觀跟巨觀的世界差太多了，存在著太多反直覺 的現象，要用數學當作"眼睛"來探索量子的世界，我盡量說的簡單一點，所以有一些術語 會不精準請見諒，說得太專業怕有人看不懂。 大家以為當初薛丁格殺貓咪是想幫助大家理解量子世界嗎? 不對，這是他對量子的放棄! 他認為這是無序、荒謬的存在，他是在抗議! 後來的世界對 量子理論逐漸完善，因此我們正慢慢被"說服"當中。 今天的文章是漸進式的難度，不懂的鄉民們可以看30%長度就已經很厲害的，內行的鄉民 大神們也請不要鞭的太大力，小弟程度不好只能這樣表達。 首先要理解波粒二象性，你要理解三件事情。 1.粒子的行為: 一隻動物再怎麼亂跑，也只能同時出現在"一個"地方，夠好理解吧!? 2.理解波的行為: 拿石頭丟到水裡，水波蕩漾到每個地方。 3.如果性質交換會怎樣? 發射一枚子彈，子彈的形式從粒子變成波，所以在場的每個人都 死了，像蕩漾的水波那樣攻擊。 在房間裡喊話，聲波從波變成粒子，所以只有一個人能 聽到， 理解這三件事情，會發現宏觀的世界要嘛是粒子，要嘛是波動，沒有任何混淆。 實驗一: 理科生都很熟的雙狹縫干涉，在"同一個"物體上，波跟粒子竟然有高度的相似! 每發射一顆電子，電子就會落在一個位置，這是粒子性。 https://imgur.com/kn7l2vN
那如果重複很多次實驗呢? https://imgur.com/ZVmTs99
電子落點的結果發生了干涉，這是波動性。 https://imgur.com/te77qRr
擋住其中一個狹縫，變成單狹縫，波動性就消失了。 https://imgur.com/z81kvRL
如果電子只是"隨機"通過兩個狹縫的其中一個，那應該會有"兩坨"電子，然而事實不是這 樣的，我們看見了干涉，所以一個電子在雙縫干涉試驗中，並不是通過了其中的一條縫， 而是同時通過了兩條縫，並且和"自己"發生了干涉。但是最終還是只能落在一個點上表示 粒子性，落下的位置是由"機率"決定的。落點的機率符合波的數學形式。 https://imgur.com/NpR2Bes
看到這是不是有人開始抓頭了? 所以到底為何又是粒子又是波????? 三小??? 這時候你要放棄"常識"，放棄"連續性"! 我舉個例子。 你現在看到一個肥宅，對，是肥宅，你下一眼再看他，也是一個肥宅，因為我們巨觀的世 界是"連續性"的。 然而，微觀的世界不是連續性的。 你現在觀測一顆電子，對，是電子，你下一眼再看他，也是一顆電子，在中間你沒有看到 他的時候，他是一個"波函數"的形式，隨著人們的觀測，他會塌縮成一顆粒子被我們看到 ，所以，電子的本質是一個量子場，隨著測量，會從一個場中"召喚"出一顆電子。 https://imgur.com/CkQwBWm
這樣就有著最初步的認識了，那"觀測"這個行為就這麼神奇嗎? 能改變這個世界嗎? 我們 往下看下一個實驗。 實驗二:量子擦除 這次不用電子，用光子，更屌。 因為光子有偏振性，簡單說就是上一個實驗的3D高清版。 但是要先補充一下量子糾纏的知識，懂得人可以跳過本段。總之就是處於量子態的一對粒 子，知道其中一個的性質，那另一個也不必測量你也可以知道他的性質，這就是糾纏態。 你穿著一雙襪子，你觀測一隻腳的襪子，另一隻腳的襪子波函數狀態就會"塌縮"，不必觀 測你也能知道那是隻甚麼樣的襪子。 試驗中，光子的偏振性有四種：水平、垂直、順時針、逆時針。 https://imgur.com/ViRaqrq
這是四分之一波長的3D眼鏡。 垂直的通過紅色片變成了順時針，水平的通過紅色片變成了逆時針；綠色功能相反。 https://imgur.com/3SJTIUd
光子發射槍要發射了! 它通過一種叫做下轉換（down-conversion）的方式，一次發射兩 顆處於糾纏態的光子，光子A進入我的探測光子偏振性的探測儀，假如說叫做M1，光子B進 入雙縫干涉試驗裝備，最終落到擋板上，擋板後面有個偏振性探測儀，假如叫M2。 https://imgur.com/3Rdn3kB
我們會發現，戴上偏振片之後，偏振性改變了，波動性結果卻不會改變。 由於兩顆粒子是處於糾纏態的，他們其實一個是水平一個是垂直，光子B通過偏振片了， 光子A也會跟著改變，所以測量A，我們就能知道B"究竟"是通過哪個狹縫，驚人的結果 出現了，觀測A，干涉結果會消失，雙狹縫後的形狀會變成"兩坨"光子，而不觀測A，干涉 卻又出現了! 就跟實驗一的結果一模一樣!!! 這個實驗說明了"觀察者效應"，M1從頭到尾沒有參與實驗，就只是一顆跟B糾纏的光子而 已，他就是一個冰冷、沒有感情、沒有意識的觀察者，卻會對世界產生影響。 再往下看吧，越往下月複雜，上面沒有釐清，可以寫信給我，沒看懂千萬別往下看，會看 不懂的，下面的結果我每次看都覺得很震驚。 實驗三:延時量子擦除: 簡單說，這顛覆了我們對"因果"的概念。 https://imgur.com/0wsINRi
實驗大概是這樣的，一道雷射光通過雙狹縫，打到BBO上，形成了"兩對"糾纏態光子， 紅色的光路表示光子通過了上面一道縫（縫A），藍色的光路代表光子通過了下面一道縫 （縫B）。 D0的角色是上一個試驗中最後觀測擋板的角色，D1~D4是感光元件，圖中的光路，從BBO 到D1 D2 D3 D4距離是一樣的，是BBO到D0的兩倍。 如果沒有D1~D4，我們就沒辦法知道是通過紅色還是藍色路徑到達D0，D0處會有干涉條紋 BSa，BSb，BSc是三面半銀透鏡，它有50%的機率使得光子透過，50%的記錄使得光子反射 紅色路徑上的糾纏夥伴，50%擊中D4，擊中D1 D2機率各25% 藍色路徑上的糾纏夥伴，50%擊中D3，擊中D1 D2機率各25% 第一種情況，如果D4感光，我們就可以知道紅色糾纏夥伴擊中D0，如果是D3感光，也很清 楚知道是藍色糾纏夥伴擊中D0。如此設計實驗，我們就可以知道D0上的光子是通過哪條縫 而來的，呵呵，準備被我識破吧，光子。 結果D0上的干涉條紋退化了............... 結果D0上的干涉條紋退化了............... 結果D0上的干涉條紋退化了............... 變成兩坨光子，操。 第二種情況，如果是D1 or D2感光，我們就永遠不可能知道D0的光到底是哪一條，這個時 後，干涉條紋恢復了............ 最震驚的地方是 所有的感應，都是在D0之後發生的............... 光子彷彿預知了未來，決定自己是否要塌縮，不管是誰來觀測，一觀測，結果就不會出現 ，這在哲學界激起了廣泛的討論，兩三年前讀到這邊的時候(我剛大學畢業準備念博班)， 很多科學家說這根本是神跡，凡人不可理解的，希望未來五年phD生涯我不會被逼瘋哈哈 ，雖然我也不是專門研究這個就是。 接下來講八卦點: 這個實驗結果，最開心的是宗教界，他們一直拿這個證明上帝的存在，說不定以後可以通 過這種"對世界的未卜先知"，來斷定這個世界究竟是已知，還是未知的呢? 最後一個實驗的相位圖，把他們疊加起來，剛好就是塌縮的結果...........不知道有沒 有一個優雅的數學證明，可以說明究竟是因為差了半個相位才有這種結果，還是因為這種 結果，才導致什麼測量都差了半個相位? 實驗三讓很多科學家絕望了，如果世界上所有的粒子都可以用波函數來描述，那麼，過去 與未來是不是僅僅是一對糾纏態? 根本是註定好、相同的東西呢? 如果過去與未來只是一對糾纏態，我們對現在實施一個"有效"的干涉，過去是不是會改變 呢? When faced with competing hypotheses,select the one that makes the fewest assumptions.Do not multiply entities without necessity. 面對相悖的兩種假說，選擇所需要假設最少的哪一個；如無必要，勿增實體 最後幾個問題很多是科學家們的提問，有些是我的想法，我不知道答案，也沒有人知道， 或許人類只是過分的狂妄自大，想要理解這個無序的世界罷了。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 111.248.30.82 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1645327913.A.C2B.html
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02/20 11:33, 2年前 , 1F
搞懂你這篇我就可以交到女朋友ㄇ
02/20 11:33, 1F
推
02/20 11:33, 2年前 , 2F
嗯嗯 跟我想的一樣
02/20 11:33, 2F
推
02/20 11:35, 2年前 , 3F
嗯嗯我也這麼認為
02/20 11:35, 3F
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02/20 11:37, 2年前 , 4F
一度以為胡歌老公要出現了
02/20 11:37, 4F
推
02/20 11:40, 2年前 , 5F
嗯嗯
02/20 11:40, 5F
推
02/20 11:43, 2年前 , 6F
嗯嗯 不能同意你更多
02/20 11:43, 6F
推
02/20 11:44, 2年前 , 7F
所以因果是同時發生嗎
02/20 11:44, 7F
推
02/20 11:46, 2年前 , 8F
所以你選藍色的光子還是紅色的光子
02/20 11:46, 8F
推
02/20 11:48, 2年前 , 9F
因果就是一個圓圈 不分前後 不分起點終點
02/20 11:48, 9F
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02/20 11:49, 2年前 , 10F
時間只是個假象 實際上只有永遠的現在
02/20 11:49, 10F
推
02/20 11:57, 2年前 , 11F
嗯嗯嗯 跟我想得一模一樣
02/20 11:57, 11F
推
02/20 12:01, 2年前 , 12F
想偷看別人的考卷就會遮住 你一不看
02/20 12:01, 12F
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02/20 12:01, 2年前 , 13F
我就不遮囉～～
02/20 12:01, 13F
推
02/20 12:02, 2年前 , 14F
推，沒想到一早會看到這種好文
02/20 12:02, 14F
推
02/20 12:06, 2年前 , 15F
十年前我也從量子力學開啟對哲學領域
02/20 12:06, 15F
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02/20 12:06, 2年前 , 16F
的興趣，這是個大坑，一栽進去會改變
02/20 12:06, 16F
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02/20 12:06, 2年前 , 17F
對人生規劃與看法喲，小心腳下！
02/20 12:06, 17F
推
02/20 12:07, 2年前 , 18F
只懂到2是不是沒救了
02/20 12:07, 18F
推
02/20 12:07, 2年前 , 19F
推
02/20 12:07, 19F
推
02/20 12:08, 2年前 , 20F
快推!不然別人以為我看不懂
02/20 12:08, 20F
推
02/20 12:09, 2年前 , 21F
我很高興你用淺顯的方式表達了我的想法
02/20 12:09, 21F
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02/20 12:09, 2年前 , 22F
如果未來是註定好了 等於否定人的自由意志
02/20 12:09, 22F
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02/20 12:10, 2年前 , 23F
後面沒有變成胡歌 給推
02/20 12:10, 23F
推
02/20 12:10, 2年前 , 24F
同4樓
02/20 12:10, 24F
推
02/20 12:12, 2年前 , 25F
推正常文
02/20 12:12, 25F
推
02/20 12:14, 2年前 , 26F
認真好文!
02/20 12:14, 26F
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02/20 12:14, 2年前 , 27F
a.有typo (越往下月複雜)
02/20 12:14, 27F
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02/20 12:14, 2年前 , 28F
b.說不定這一切是零，巨觀的正向，是微觀
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02/20 12:14, 2年前 , 29F
的逆向，如電流與電子流般
02/20 12:14, 29F
推
02/20 12:15, 2年前 , 30F
推
02/20 12:15, 30F
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02/20 12:16, 2年前 , 31F
不是都有質能互換公式，那人是由能量組成
02/20 12:16, 31F
推
02/20 12:16, 2年前 , 32F
所有實驗可以用邏輯來解釋，簡單講，若實
02/20 12:16, 32F
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02/20 12:16, 2年前 , 33F
驗設計可以觀測到光子通過哪個狹縫，那就
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02/20 12:17, 2年前 , 34F
過大的干涉會變成能量也是可以理解的嘛
02/20 12:17, 34F
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02/20 12:17, 2年前 , 35F
不會出現干涉條紋，邏輯性凌駕因果性在一
02/20 12:17, 35F
推
02/20 12:19, 2年前 , 36F
切之上，這也很合理，你都可以知道光子會
02/20 12:19, 36F
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02/20 12:19, 2年前 , 37F
通過那個狹縫了，怎麽可能光子還會自己與
02/20 12:19, 37F
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02/20 12:19, 2年前 , 38F
所以人可以變成波，詳見海賊王的黃猿
02/20 12:19, 38F
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02/20 12:20, 2年前 , 39F
自己干涉產生干涉條紋，真的發生這種事整
02/20 12:20, 39F
還有 224 則推文
推
02/20 19:55, 2年前 , 264F
過去跟未來是宏觀非微觀,還是剛好相反?
02/20 19:55, 264F
推
02/20 20:32, 2年前 , 265F
很喜歡這種知識文
02/20 20:32, 265F
推
02/20 20:36, 2年前 , 266F
推拉
02/20 20:36, 266F
推
02/20 20:40, 2年前 , 267F
推!
02/20 20:40, 267F
推
02/20 20:56, 2年前 , 268F
看不懂 還是推
02/20 20:56, 268F
推
02/20 21:20, 2年前 , 269F
你解釋得太複雜，一般人會不好懂。
02/20 21:20, 269F
推
02/20 21:30, 2年前 , 270F
雖然大部分以前都學過 但隔一陣子再想
02/20 21:30, 270F
→
02/20 21:30, 2年前 , 271F
起來都會有不同的感受
02/20 21:30, 271F
推
02/20 21:34, 2年前 , 272F
霍金在談雙狹是用足球射門來詮釋，對於一
02/20 21:34, 272F
→
02/20 21:35, 2年前 , 273F
般人會更容易理解。
02/20 21:35, 273F
推
02/20 21:58, 2年前 , 274F
以後看
02/20 21:58, 274F
推
02/20 22:34, 2年前 , 275F
好文
02/20 22:34, 275F
推
02/20 22:59, 2年前 , 276F
優質好文
02/20 22:59, 276F
推
02/20 23:03, 2年前 , 277F
玄學、佛法的宇宙觀看量子論就很順~
02/20 23:03, 277F
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02/20 23:05, 2年前 , 278F
或者只要接受客觀世界不存在~
02/20 23:05, 278F
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02/20 23:05, 2年前 , 279F
一切都是即時運算展現，跟電腦遊戲一樣
02/20 23:05, 279F
→
02/20 23:07, 2年前 , 280F
都是當下的顯現，不是真的有個世界存在
02/20 23:07, 280F
推
02/20 23:29, 2年前 , 281F
文組好奇問 感覺有點像小說愛因斯坦
02/20 23:29, 281F
→
02/20 23:29, 2年前 , 282F
的夢裡面的內容 作者是不是在表達這
02/20 23:29, 282F
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02/20 23:29, 2年前 , 283F
些現象?連續性 因果不連貫...等等的
02/20 23:29, 283F
→
02/20 23:29, 2年前 , 284F
總覺得很像但又說不清楚 謝謝!
02/20 23:29, 284F
推
02/21 00:10, 2年前 , 285F
萬法唯心造，釋迦牟尼以前就說過了
02/21 00:10, 285F
→
02/21 00:15, 2年前 , 286F
我覺得光應該是更高維度的東西，所
02/21 00:15, 286F
→
02/21 00:16, 2年前 , 287F
以人類在這層維度怎麼觀察都有限；
02/21 00:16, 287F
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02/21 00:16, 2年前 , 288F
就好像平面人無法理解立體人的概念
02/21 00:16, 288F
→
02/21 00:16, 2年前 , 289F
那樣
02/21 00:16, 289F
推
02/21 00:22, 2年前 , 290F
微觀時間的定義也不同？
02/21 00:22, 290F
推
02/21 00:31, 2年前 , 291F
有料
02/21 00:31, 291F
推
02/21 01:48, 2年前 , 292F
胡歌老公
02/21 01:48, 292F
推
02/21 02:22, 2年前 , 293F
用心給推
02/21 02:22, 293F
推
02/21 06:34, 2年前 , 294F
推
02/21 06:34, 294F
推
02/21 07:47, 2年前 , 295F
大推
02/21 07:47, 295F
推
02/21 08:15, 2年前 , 296F
大家被張阿月荼毒很深
02/21 08:15, 296F
推
02/21 10:02, 2年前 , 297F
看不完 尷尬
02/21 10:02, 297F
推
02/21 11:35, 2年前 , 298F
文組看不懂啦幹
02/21 11:35, 298F
推
02/21 12:23, 2年前 , 299F
推推
02/21 12:23, 299F
推
02/21 13:51, 2年前 , 300F
End
02/21 13:51, 300F
推
02/21 16:49, 2年前 , 301F
看完推
02/21 16:49, 301F
→
02/22 00:10, 2年前 , 302F
我只看到下面我很粗就end
02/22 00:10, 302F
推
02/23 03:31, 2年前 , 303F
推
02/23 03:31, 303F
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