會員登入
購物車
(
0
)
HOME
×
關於科月
關於科月
科月目錄
科報目錄
購買科月
訂閱方案
優惠方案
諾貝爾系列
購買單期
購買通路
投稿須知
推廣專案
星火相傳計畫
支持專案計畫
進階搜尋
封面故事
News Focus
專訪
專欄
評論
精選文章
活動訊息
永續科學
基金會
科技報導
繁體中文
English
ig
line
facebook
Please enable JavaScript
Search / 搜尋
分類選單
- 文章分類 -
封面故事
News Focus
專訪
專欄
評論
精選文章
活動訊息
永續科學
基金會
科技報導
精選文章
文章專區
2025-01-13
掉進量子世界的無底洞
661 期
Author 作者
傑瑞米‧哈里斯(Jérémie Harris)
量子力學
雙狹縫
湯瑪斯.楊
物理學家如何發現量子世界是個奇怪的地方?
答案很簡單:做實驗。他們做了一大堆實驗後,發現實驗結果非常奇怪—讓人完全想不通—想要理解這些實驗結果只有一個辦法,那就是接受量子世界遵循的是奇怪的自然法則。隨著物理學家終於接受這個事實,他們也打開了潘朵拉的盒子,顛覆我們對現實本身的理解。想知道這個潘朵拉的盒子裡裝了什麼,必須先了解引導我們打開盒子的實驗。
所以,接下來我們要聊的是實驗。實話告訴你:物理實驗無聊到爆炸。雖然探索的是和宇宙本質有關的基本問題,但是在做實驗之前,你早就知道答案。
事實上,如果實驗結果出乎意料,只可能是因為:
1) 幾百年來成千上萬的科學家焚膏繼晷、夙夜匪懈做研究,卻全體誤解大自然的運作方式,而你—拿著最低工資的研究生—碰巧以正確的方式探索宇宙,證明前輩全都錯了。或是因為:
2) 你把實驗搞砸了。身為一個平庸的研究生,你的大腦仰賴泡麵、廉價啤酒和每天四小時的睡眠來運轉,因此碰到令人意外的實驗結果時,我建議你考慮選項二,而不是選項一。要能夠持續做到選項一只有一種可能:擁有豐富的相關科學知識,而且知識量不亞於所有科學家的總和。
這在今天幾乎是不可能的任務。但是在一八○○年代早期,這件事沒有那麼不可能,有一個人算是達成了這個目標。他叫做湯瑪斯.楊(Thomas Young), 身兼醫生、語言學家、音樂理論家、破譯羅塞塔石碑的埃及學家,而且還是那個年代最重要的科學家之一。他涉獵的知識既廣又深,二○○六年出版的湯瑪斯.楊傳記叫《世上最後一個無所不知的人》(The Last Man Who Knew Everything), 可謂實至名歸。他如果有領英(LinkedIn)帳號,個人檔案應該豐富到令人眼花撩亂。
一八○一年他做了一個實驗,這是史上首次有人證明量子力學最神祕的一個基本特性—雖然當時他還不知道。這個簡單的實驗將對我們的宇宙觀產生反直覺的深遠影響。雖然這已是兩百多年前的實驗,但是它為後來的理論奠定了實驗基礎,這些理論將預測平行宇宙、身/心二元論,以及許多更加有趣也更具爭議性的想法。
以下是他的實驗。
挑戰經典物理學
他在一塊板子上開了兩道狹縫:
將一道光束打在板子上。光束寬度夠寬,可同時通過兩道狹縫:
接著,他擋住左邊的狹縫,讓光束只能通過右邊的狹縫。
最後,他在開了狹縫的板子對面放一塊觀測屏,用來觀察通過狹縫的光:
結果相當解嗨:他在觀測屏上看到了一個光點,就是光通過右側狹縫之後應該出現的位置。擋住右邊的狹縫也得到了相同結果:同樣有一個光點,這次出現在觀測屏的左邊,就是光通過左側狹縫之後應該出現的位置。
到目前為止,他的實驗告訴我們一件事:光碰到不透明的材料時,只能通過材料上的開孔。你是不是有點後悔翻開這本書。
別急,接下來的實驗結果有點……不尋常。他在最後一個步驟同時打開兩道狹縫,光束可以通過狹縫一或狹縫二再抵達觀測屏。你認為這次會怎麼樣?
書 名|
《多重宇宙、平行世界是可能的嗎?:一本理科小白也會邊看邊笑的量子力學入門》
作 者|
傑瑞米‧哈里斯(Jérémie Harris)
譯 者|
駱香潔
出版社|
如果出版社
出版日期|
2024 年10 月
回列表頁
加入收藏
列印
相關推薦
科學月刊 1月號/2025 第661期:量子力學100週年
特別價
$266
新訂一年方案:《科學月刊》一年12期
售價 $2780
新訂兩年方案:《科學月刊》二年24期
售價 $5300
TOP
本站使用第三方服務進行分析,以確保使用者獲得更好的體驗。了解本站
隱私權政策
OK