双缝干涉毕业论文

在网络里流传着这么一个关于量子力学的神话：我们的意识决定了微观粒子的行为，甚至决定了物理世界的客观实在性。这是真的吗？这篇文章将为你破除这个神话，回复科学的本来面目。这一切都要从一个实验说起。

从牛顿时代开始，光的性质问题就在科学界引起了争论，当时科学界有两种截然不同的观点，一种观点是牛顿所认为的光是微粒，另一种观点是胡克、惠更斯等人所认为的光是波。由于牛顿在物理学界统治性的地位和威望，使他的光微粒说盖过了光波动说，成为此后一百年科学界的主流观点。

直到牛顿《光学》发表一百年后的1801年，英国科学家托马斯·杨以一个实验逆转了这种形势，使光波动说再度复活，甚至成为了主流，这个实验就是——双缝干涉实验！

双缝干涉实验是从单缝衍射实验衍生出来的，让一束光经过相距很近的两条狭缝后，投射到缝后的屏幕上，一般来说，当光经过一条竖着的狭缝时，会发生衍射——光绕过障碍物弯散传播的现象，在屏幕上看到的并不是一条竖着的亮纹，而是一条横着的亮带。（如下图上部分）这种现象早在17世纪就被意大利耶稣会神父弗朗切斯科·马里亚·格里马尔迪发现，并把它命名为衍射。

而当两条缝的亮带在屏幕后重叠时，理论上应该会显示一条更亮的光带，但神奇的事情发生了，最终在屏幕上显示的却是一条条明暗相间的条纹……（如下图下部分）

这是一件很诡异的事情，因为在这些条纹的暗纹上，原来应该是有光的，但当两条缝的光重叠后，那些位置却变成了没有光。这种现象用牛顿的微粒说似乎无法解释，托马斯·杨从水波的干涉里得到启发，提出光是一种波，暗纹是光波互相干涉产生的。

人类对宇宙的认知革命永远是由极少数天才推动的。在双缝干涉实验证明光的波动说后又过了一百年，一位天才再次刷新了人们对光的认知，这位天才就是二十世纪最伟大的物理学家爱因斯坦。

1905年，物理学博士刚毕业，还是专利局小职员的爱因斯坦发表题为《关于光的发射和转化的启发式观点 》的论文，以光作为能量子即光量子的形式解释了光电效应现象。这一开创性的理论使他获得了1921年度的诺贝尔物理学奖。

光量子的提出使光微粒说再度复活，但问题随之而来：光究竟是粒子还是波？两种形式都有实验证据，似乎两个都对。但是问题又来了，波和粒子是两种截然不同的特性，光在什么情况下会表现出波的特性？什么情况下又会表现出粒子的特性？

光量子假说提出四年后，一位英国的物理研究生杰弗里·泰勒设计了一个弱光双缝实验，他利用熏黑的玻璃极大限度地降低了光源的亮度，直到理论上在光源与屏幕之间任意时刻最多只有一个光子经过，然后利用照相机的感光胶片超长时间的曝光，记录下了经过双缝的光。

当照片冲印出来，神奇的一幕出现了，即使光子一个个地通过双缝，最后曝光的照片里依然出现了清晰的明暗干涉条纹。

这意味着即使只有一个光子通过双缝，依然产生了干涉，那究竟光子跟谁干涉？似乎只能有一种解释：光子跟自己干涉了。

这个问题直到10多年后才被法国科学家德布罗意解决。他在其物理学博士论文中提出了波粒二象性，他指出不单光子，所有的微观粒子都同时具有波的特性，他称之为物质波。物质波理论预言了单个电子过双缝也能产生干涉条纹。

在确定了光的波粒二象性后，一个问题横梗在科学家面前：光波是什么时候成为粒子的？

一个显而易见的事实是：在所有的实验里，光最终都是以粒子的形式呈现的！比如在光电效应里轰出电子，在曝光不足的照片里呈现的也是一些零星的光点，所以答案显而易见：光在被观察到的时候是个粒子。也就是观测使波成为了粒子？如果测量发生得更早又会如何？科学家决定升级双缝干涉实验——测量粒子通过哪一条缝。

很多人看到科普里关于双缝干涉观测实验的描述都是这种近乎神话的故事，有的故事里用摄像机拍摄，有的故事里更干脆，直接拿眼睛看。这些描述显然并非事实，只是一些虚构的思想实验，现在看来，这些思想实验有极大的误导性。

直接观察并不会导致干涉条纹消失！无论是用眼睛看还是用摄像机拍都不会！

跟很多人的想象可能不一样，科学家实际上并不是被观察干涉就消失的实验结果吓到，而是这结果造就在他们的预料当中。科学家实际要进行的不是观察，而是测量！

他们要测量粒子是从哪一条缝通过，怎么测量？以光子为例，没有任何方式在不干扰光子的情况下从侧面看到光子，因此测量的方式实际上就是让光子仅能从其中一条缝通过……比如在其中一条缝上放一个垂直偏振镜，这样，所有水平偏振的光子就都不能从这条缝经过……

看到这里聪明的你一定已经发现猫腻了，这特么就是让光只能从其中一条缝经过啊？这不就相当于过单缝了吗？前面我们说过光子是跟自己干涉的，现在光子只能穿过其中一条缝，还跟谁干涉去？……

综上分析，观测导致干涉条纹消失并不诡异，但这并不表示量子力学就不诡异了！量子力学真正诡异之处在于微观粒子在被观测到之前所处的“波”态！这个波的状态被称为叠加态，量子力学真正诡异的地方就在这个叠加态！但这已经不是这篇文章要讨论的范围了，我们以后有机会再说说叠加态。

我是星宇飘零，关^_^注我，和你分享更多有趣科学知识。

（以上图片来源于网络，如有侵权请联系删除）

爱因斯坦太厉害了，以至于超过上帝

主要是因为超声波来提出来的。就是因为这种东西无法用科学来解释。其实我个人觉得是不能改变的。

因为他觉得爱因斯坦说的不对。

爱因斯坦无法干预上帝做出的决定。

亲爱的朋友：我用一篇文章给你回答：一、希格斯玻色子的来龙去脉LHC，是建立在瑞士的大型强子对撞机的缩写。LHC，是世上的科学家用于验证他们所坚信的 “大统一理论” 的终极利器。世界上的科学家们，几百年来，为了洞悉宇宙间的终极“真理”，已经在信仰层面上建立了一个 “完美” 的理论，即大统一理论，要把时间与空间、能量和物质的原理，用一条相对简单的公式描述出来。他们坚信这公式必然存在，他们坚持要去找出来，他们也坚信这条公式可以被他们找到，可以被他们加以利用（穿越时空、永生不死），并且最终可以成为他们的荣耀和工具。为此，他们作了大量的工作，建立了一个描述世界本源的 “标准模型”，这标准模型包含了必须的62种基本粒子；然后，他们又提出了一个虚拟的常数和理论，称为“超对称”，可以把标准模型和大统一理论联合起来，成为完美的公式。于是，信仰层面的终极“真理” 已经被建立起来了，好比是巴别塔的图纸已经画好，接下来要做的，就是用实验来验证这一套理论了。于是，他们建立起了LHC，通过用巨大的能量加速强子（即亚原子粒子，质子与中子均属于强子），使其在接近光速的情况下对撞，把强子轰成碎片，然后检测这些碎片的能量，看看能把强子撞得多碎。因为他们的理论需要62种基本粒子，所以，他们也就希望在这强烈的轰击下面，一一找到所有的这些粒子， 并且找到支持 “超对称” 的证据。这样，他们的巴别塔就能成功地建立起来，他们就可以宣告：“我们已经找到真理了！真理只是一条可以被我们利用的公式！没有上帝！我们人类才是最伟大的！” 他们就可以传扬自己的名了。而如今，根据他们的宣告，他们已经找齐62中基本粒子，证实了标准模型了。并且，他们称最后一种粒子叫做 “上帝粒子”（就是希格斯玻色子），意思是，上帝只不过是一种粒子。现在，他们认为他们只差最后一块砖头，就是 “超对称”。这其实，只是历史的重演。 他们让我想起两拨人：1、建造巴别塔的世代；2、中世纪的教廷。二、历史的重演当年，洪水之后，神吩咐挪亚的子孙们说：“你们要生养众多，遍满全地。” 所以，那时的人们四处迁移扩散，他们并不喜欢神这样的吩咐。因为人类总喜欢悖逆神的意思。于是，他们要反抗神的这个旨意，他们想要用一个方法，避免人们分散。于是，领导者宁录提出来：“我们要建一座城，修一座塔，塔顶通天，就可以传扬我们自己的名，免得我们分散全地。” 于是，他们快马加鞭，殷勤地做着，眼看就要成就了。神却用了一个他们想也想不到的方法，就破坏了他们的计谋——变乱他们的口音。因为口音被变乱，他们就无法沟通，于是，塔也建不成了，城也荒废了，大家就散去了。然而，在这后面操纵一切的世界之王却没有死心，他的计划只是被推迟了3000多年。时间一晃，来到了中世纪的天主教廷。那时，天主教廷打着上帝的名号，想要重建巴比伦的辉煌。那时，天主教的修士们热心研究各样的学问，建立了无比庞大和牢固的帝国，他们认为他们已经掌握了一切的真理，他们也认为他们掌握了一切的知识。他们持守的，是地心说，是从亚力士多德而来的知识。并且，他们在地心说的基础上，也有一系列计算天体运行的公式和方法，无比复杂，堪比今日的 “标准模型”。地心说，其实是人本主义的隐藏形式，代表的，是人类是宇宙的中心的意识。其中的隐意，只有智慧人才能明白。然而，神却把真相赐给哥白尼，叫他以太阳为中心来计算行星的运行和日食月食。虽然计算结果接近，日心说却要比地心说简单得多，而且精准得多！神借着一个普通人的手，拆毁了天主教维护了千年的权威，更重要的，是告诉世人：“地球不是宇宙的中心，正如教皇和世人（人所看为伟大和尊贵的）不是宇宙的中心。”如今，科学家们用极为复杂的理论，想要描述这宇宙的真相，就跟那时候的天主教廷一般，还是想以人的理性为标准来衡量万有。三、科学的根基现代科学发展到今天，经历了几百年的时间。 而科学之所以得以发展，是建立在一个不可验证的信仰上面的，即：“万物的背后，一定有一个永恒不变的原理。这个原理是放之四海而皆准，纵横古今都对的。” 如今的科学家们相信万物的背后是一个原理，是一个比人类低级的，可以被研究的，没有主观意识和位格的原理。就像一座没有生命的迷宫，可以被我们探索，并且最终搞明白。然而，万物的背后真的有这么一个原理吗？这个原理真的是可以像其他比我们低等的事物一样被我们研究的吗？这个信仰要如何被证明呢？这个信仰绝对与基督信仰是不一样的！以前曾有人说，现代科学是建立在对真理的信仰上而来的。如今我发现，正好相反，现代科学是建立在对真理的不信和反叛而来的。因为，现代科学所信的 “真理”，只是一个没有意识，没有位格的原理而已！而基督徒所信的真理，却是那一位根源从太初就有，曾经被杀，却又活过来，并且直活到永永远远的耶稣基督！他就是道路、真理、生命！我相信，万物是由一位超越万有，独行奇事，按照他自己的旨意行事的神所创造的。并且万有是靠着他权能的命令托住而存留至今的。 我们如今所可以研究的科学，其实只是因为他跟挪亚的约定，暂时令之不变的原理而已！当年，神跟挪亚立约，说：“我不再因人的缘故咒诅地（人从小时心里就怀着恶念），也不再按着我才行的（大洪水），灭各样的活物了。地还存留的时候，稼穑、寒暑、冬夏、昼夜就永不停息了。”所以，科学之所以得以研究，各种常数之所以（暂时）不变，各种规律之所以恒定，乃是因为神是守约定的神。他几千年来没有改变了。然而，人却以为他不能改变，并且以自己的研究自夸，以自己的操作自夸。殊不知，神若改变一个基本参数，人类一切的研究就归于虚空了！四、神才是一切的原因我这么说，并非把一切述诸不可知论。科学，作为一种经验，是神所允许的，让我们在他的普遍恩典里探索的权利。目的，是为了荣神益世，让世界变得更为美好。真正不变的乃是神，而不是这暂时的律。然而，如今的科学，却不是如此。如今的科学，是人类为了荣耀自己的名，用尽办法来破坏、掠夺整个被造结，把世界搞得越来越坏。正如圣经所说，人从小时心里怀着恶念。用神的恩典当作放纵情欲的机会。所以，圣经说，有一天，他要来更新这个世界。如何更新？就是要改变这个世界的律。如今的世界，是被死亡的律统治着的，死亡的律（世人称之为热力学第二定律），乃是神对犯罪之世人的报应。目的是要世人苦难和死亡之中，思想、悔改、回转、伏法，来到神那里得生命。然而，世人却不肯顺服，反而要想尽办法来研究这个律，破解这个律。于是，真理反而向这些聪明通达人隐藏起来了。他们越是要寻找、要明白，就越是寻求不到。他们就是求，也得不到，因为，他们是为了要浪费在自己的放荡和宴乐之中。敬畏耶和华是智慧的开端，认识至圣者便是聪明。愚顽人说，没有神！然而，愚顽人仍然自以为聪明。如今科学家所苦苦追求的定律，其实只是神暂时令其不变的律罢了。有一天，至高者要把手挪一挪，把这律改一改，旧天地就归于无有了！而一切自高不敬畏神的人的思念，也都要归于虚空。他们一生所追求，所建造的属灵巴别塔就都要倒塌了！最后，我要以古今中外最为智慧的人的一段话作为本文的结束：“智慧人的言语好像刺棍（让人难受）；会中之师的言语又像钉稳的钉子（尖锐且牢固的真理），都是一个牧者（神）所赐的。我儿，还有一层，你当受劝诫：著书多，没有穷尽；读书多，身体疲倦。”“这些事都已听见了，总意就是敬畏神，谨守他的诫命，这是众人（一切人类）的本分。因为人所作的事，连一切隐藏的事，无论是善是恶，神都必审问。”——传道书12：11-14

我毕业论文是做这方面的，之前在期刊网上查了一些论文。用迈克尔孙干涉，单缝衍射，双缝干涉是5%多。力传感器测量（不知是否有做假）之前我们上普通物理实验课用机械表测了，忘了是多少，不过20%确实有点大。