量子力學,目前為止最簡單的解釋 - Brian Cox 考克斯 | 雙縫干涉實驗
量子力學和經典物理學的區別
在經典物理學中,硬幣不是正面就是反面,結果取決於我們的知識是否完整。而在量子力學中,像電子這樣的粒子能同時處於「疊加態」:既是正面又是反面,或以某種比例混合存在。這不是因為我們無知,而是自然界的基本規律——量子機率本身就是自然的本質。
雙縫干涉實驗
這個實驗最能展現量子世界的奇異:
· 當電子從電子槍射出,經過有兩條縫隙的障礙物,最後打在螢幕上。
· 如果電子只是「小子彈」,應該只會在縫隙後方形成兩個集中的分佈。
· 但實際上出現了條紋狀的干涉圖樣,正如波浪通過雙縫後相互干涉所產生的效果。
更不可思議的是,即使一次只放出一個電子,長時間累積後依然出現干涉條紋,好像每個電子都同時經過兩條縫,並與「自己」發生干涉。
違反直覺的現象
這意味著電子在運動過程中,並不是走單一路徑,而是同時探索所有可能路徑,直到最終被觀測。這與我們直覺上的「粒子應該有固定軌跡」完全不同。實驗不只被重複驗證,還成為量子力學最核心的證據之一。
現實是什麼?
這種結果挑戰了我們對「現實」的理解。經典物理認為物體有確定的位置與路徑,但量子力學顯示,自然界更深層的規律是「疊加與干涉」。雖然不同物理學家對這些現象有不同詮釋,但共識是:電子確實同時探索所有路徑,這就是量子現實的一部分。
YouTube來源:https://www.youtube.com/watch?v=Ok8DGCXOm_8
YouTube專欄:早晚會思考的問題