이 글은 심오하고 흥미롭고 거시적인 세계와는 매우 다른 양자역학 분야의 개념, 현상, 실험을 포괄적이고 자세하게 소개합니다.
주로 논의 : 불확정성 원리, 파동-입자 이중성, 양자 얽힘, 초광량 정보 전달 외에 이중 슬릿 간섭, 광자 지연, 양자 삭제 등의 실험 원리도 다룬다. 실험 결과 분석, 관찰의 성격 및 기타 여러 측면.
현재 과학으로 알려진 것에 대해 상세하고 객관적인 해석을 제공하고, 아직 과학적으로 설명할 수 없는 현상을 다양한 관점에서 논의합니다.
이 글은 양자역학 분야의 유명하고 흥미로운 몇 가지 인식을 완전하고 객관적인 방식으로 제시하기 위해 노력하고 있으며, 놀랍고 숨막히는 미시적 세계를 보여주고 더 많은 사고와 상상력을 불러일으키기를 희망합니다.
하이젠베르크의 불확정성 원리는 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확하게 얻을 수 없다는 것입니다. 공식으로 표현: ?x * ?P ≥ h / 4π - 여기서 ?x는 위치 변화(입자 위치의 불확실성)이고, ?P는 운동량 변화(입자 속도의 불확실성 * 입자 질량), h 플랑크 상수입니다.
이 공식의 의미는 위치 변화와 운동량 변화의 곱이 일정하다는 것입니다. 이는 위치 변화와 운동량 변화 사이에 상충 관계가 있음을 의미합니다. 즉, 위치 변화가 작을수록 운동량 변화가 커지고, 운동량 변화가 작을수록 위치 변화가 커집니다.
당연히 변경 간격이 클수록 불확실하고, 변경 간격이 작을수록 확실합니다. 따라서 위치와 운동량을 동시에 정확하게 얻을 수 없다는 것이 반영됩니다. 즉, 입자의 위치를 알면 속도를 알 수 없고, 입자의 속도를 알면 알 수 없습니다. 그 위치를 알아라.
실제로 에너지와 시간, 각운동량과 각도 등 위치와 속도에 관련된 물리량은 수학적 유도를 통해 동일한 결론에 도달하게 됩니다. 동시에 정확할 수는 없습니다. . 다음과 같은 ***요크 수량 쌍을 구합니다.
그렇다면 미세한 입자는 왜 이러한 불확실성을 보이는 걸까요?
하이젠베르크의 설명은 다음과 같습니다. 불확실성은 입자의 고유한 특성, 즉 파동-입자 이중성입니다. 입자의 정확한 위치를 측정하려면 파장이 최대한 짧아야 하며, 연속적인 입자 특성은 측정된 입자의 운동량을 더 많이 방해합니다. 정확한 속도를 측정하려면 파장이 길어야 하며, 측정된 입자의 위치는 덜 정확합니다. BE.
우리는 두 가지 관점에서 이 입자의 불확실성을 이해할 수 있습니다.
첫째, 결정에는 관찰이 필요하며 관찰 자체가 관찰 결과에 영향을 미치므로 불확실성이 발생합니다.
사실 여기에는 기본적인 사실이 숨겨져 있는데, 바로 정보의 전달이 빛에 달려 있다는 것입니다. 즉, 측정을 위해 어떠한 기술적 수단을 사용하더라도 측정 정보를 얻으려면 빛을 이용하여 정보를 전달해야 하며, 이것이 바로 정보 전달이 빛의 속도를 초과할 수 없는 이유입니다.
따라서 미세한 입자를 측정하려면 빛을 비추고 입자에 의해 산란된 빛을 포착하여 입자와 관련된 상태 정보를 얻어야 합니다.
그러면 입자의 순간적인 위치를 알아내려면 가능한 가장 짧은 파장의 빛을 사용해야 합니다. 왜냐하면 측정된 입자의 위치가 광파의 정점 사이에 있으면 위치 정보를 얻지 못합니다 —— 빛이 입자를 우회하는 것과 동일하므로 빛의 파장이 짧을수록(거의 직선에 가까워질수록 위치 정보가 더 정확해집니다.)
그러나 파동-입자 이중성으로 인해 이때 빛은 입자 특성을 나타내며 파장이 짧을수록 주파수가 높아지고 에너지가 커지는 불연속적인 광자가 됩니다. 따라서 고에너지 광자가 측정 중인 입자에 닿으면 입자의 속도와 이동 방향을 방해하여 정확한 속도 정보를 얻는 것이 불가능합니다.
그러면 입자의 속도를 결정하려면 당연히 빛의 파장이 최대한 길어야 합니다. 파장이 길수록 주파수는 낮아지고 에너지는 작아지기 때문입니다. 이때 광자와 입자 속도의 합이 이동 궤적에 미치는 영향은 작아집니다. 속도는 거리를 시간으로 나눈 값과 같지만 입자의 순간적인 위치는 신경 쓰지 않고 정확한 거리 정보만 필요합니다.
따라서 파장이 길수록 입자의 속도를 측정하는 것이 더 정확합니다. 그러나 동시에, 입자의 순간 위치는 파장이 길어지기 때문에 정확도가 떨어집니다.
이러한 불확실성은 정보의 전달이 빛에 의존한다는 사실과 다른 수준의 광자와 측정된 입자 사이의 상호 작용에서 비롯된다는 것을 알 수 있습니다. 이는 관찰로 이어진다. 결과에는 다음과 같은 효과가 포함됩니다. 관찰 전 상태의 결과가 아니라 관찰된 행동의 결과입니다.
두 번째 유형에서는 입자의 상태가 입자의 고유한 성질인 확률(파동함수로 설명)을 제시하며, 그 정확성에는 더 심오하고 본질적인 한계가 적용됩니다.
이 견해는 관찰하기 전에는 입자의 상태가 불확실하며 측정과 관련이 없다고 주장합니다. 그리고 측정 전 입자의 상태는 파동함수에 의한 확률분포로 설명할 수 있으며, 측정을 하면 파동함수가 붕괴되는데, 이는 입자 상태가 불확실성에서 확실성으로 변하는 원인과 과정을 나타낸다.
물론 객관적으로 측정 전에는 입자 상태를 알 수 없기 때문에 측정 전에는 입자 상태를 알 수 없다거나, 알긴 했지만 알 수 없다는 차이점이 무엇인가요?
마치, 볼 수 없다면 존재하지 않는다는 뜻이고, 모르면 일어나지 않았다는 뜻이고, 측정할 수 없다면 존재하지 않는다는 뜻이다. , 그것은 불확실하다는 것을 의미합니다. 또는 빛보다 빠르게 이동하는 입자가 없다는 말처럼, 블랙홀에 빛이 없으면 빛보다 빠르게 이동하지만 감지할 수 없는 입자가 있다는 것과 같습니다. 블랙홀.
그렇다면 이 입자의 본질적인 성질은 실제로 파동-입자 이중성과 양자 얽힘입니다. 다음으로 이 두 가지 특성에 대해 심도있게 논의하겠습니다.
모든 미세한 입자(전자, 양성자, 중성자, 광자, 심지어 일부 원자와 분자 포함)는 파동-입자 이중성을 가지며, 이는 미세한 입자가 연속적인 파동 특성을 가질 수 있음을 보여주고, 불연속적인 입자도 있을 수 있음을 보여줍니다. .
변동성이란 파장과 주파수(최고점, 최저점, 위상 등 포함)는 물론 간섭 및 회절 효과도 갖는 것을 의미합니다. 입자의 성질은 그것이 불연속적인(이산적인) 운동 상태를 가지고 있다는 것을 의미합니다. 예를 들어, 어떤 순간에도 그것은 명확한 공간적 위치와 속도를 가지고 있으며, 다른 입자와 상호 작용할 때 에너지와 운동량의 불연속성을 나타내며 간섭이 없습니다. 및 회절 효과가 발생합니다.
파동-입자 이중성은 상보성의 원리를 따릅니다. 즉, 파동 특성과 입자 특성은 동시에 상호 배타적이며 동일한 측정에서는 나타나지 않습니다. 따라서 미세한 입자를 설명할 때 이 둘은 상호 배타적입니다. 실험에서는 충돌이 발생하지 않습니다.
즉, 입자의 입자 상태를 관찰하고 얻으려고 하면 입자의 파동성(간섭 및 회절 효과)이 사라지게 됩니다. 반대로 입자가 파동성(간섭 효과 등)을 나타내는 경우에는 이때 입자의 상태(위치 및 운동량)가 불확실합니다.
사실 파동성과 입자성은 입자의 불가분의 성질로 다음과 같은 관계가 있다.
거시적인 관점에서 보면 파동의 파장이 길수록 파장은 낮아진다. 주파수가 파동적일수록 파장이 짧고 주파수가 높아지며 미시적 관점에서 입자가 많아질수록 입자의 상태는 파동함수로 설명되며 이는 파동 간섭 및 회절과 같은 중첩을 나타낼 수 있습니다. 입자 불연속성은 확률론적 용어로 표현될 수 있습니다.
여기서 주목해야 할 점은 입자 파동 특성의 중첩은 거시적 기계적 파동과 같은 중간 진동의 중첩이 아니라는 점입니다. 파동함수로 표현되는 확률의 중첩, 즉 입자의 가능한 위치와 운동량 특성의 확률 중첩이다.
이 때문에 파동-입자 이중성과 불확실성은 실제로 동일합니다. 입자가 불확실성을 보이는 것은 바로 입자의 파동성 때문이라고 할 수 있으며, 관찰하면 입자의 파동성이 사라지고 입자의 확실성으로 전환됩니다.
모든 물질(매크로 포함)에는 변동성이 있다고 생각할 수도 있지만, 파장이 짧을수록(초단파) 관찰 가능한 변동성을 표시할 수 없으며 대신 입자성을 표시하게 됩니다.
마지막으로 파동성과 입자성은 본질이 아닌 실험에서 객관적으로 나타나는 특성이며, 서로 다른 추상 모델을 나타내고, 미세한 입자의 상태 특성을 다른 각도에서 설명한다는 점은 분명합니다. 이 두 모델은 거시적 관점에서 본 현상학적 설명입니다.
따라서 미세한 입자의 실제 형태에 대해서는 현재 과학에 통일된 그림이 없으며 시각 장애인이 코끼리를 만지는 것처럼 서로 다른 각도에서 프로필을 엮을 수만 있지만 상상할 수 있습니다. 더 높은 수준에서 입자 파동 입자 형태는 동일하고 동일한 본질을 가지며 관찰 가능한 특성을 나타내기 때문에 통일되어야 합니다.
양자는 나눌 수 없는 가장 작은 기본 단위가 있으면 이 물리량을 양자화하고 가장 작은 단위를 양자라고 합니다. 예를 들어 광자는 빛 양자입니다. 일반인의 용어로 말하면, 양자는 특정 물질이나 물리량의 특성을 표현할 수 있는 가장 작은 단위입니다.
양자 얽힘이란 양자 역학에서 두 개 이상의 입자가 서로 상호 작용할 때 각 입자의 특성이 전체 특성으로 합성되므로 각 입자의 특성을 개별적으로 설명할 수 없음을 의미합니다. 이때 개별 입자 사이의 신비한 상관 현상(원격 작용)은 양자 얽힘입니다.
예를 들어, 얽힌 광자 쌍의 경우 각 광자는 중첩 상태에 있습니다. 이때 상태는 불확실하며 다른 위치에 있을 수 있습니다. 그러면 광자 중 하나의 측정값은 다음과 같습니다. 중첩 상태가 명확한 상태로 붕괴되는 동시에 다른 광자의 상태도 동시에 즉시 변경됩니다. 즉, 중첩 상태에서 명확한 상태로 붕괴됩니다. (여러 개의 광자가 얽힌 상태를 형성할 수도 있으므로 하나가 변하면 다른 광자도 동시에 변하게 된다)
여기서 핵심은 다른 광자의 상태가 원래 불확실하다는 점인데, 아시다시피, 측정되는 광자 상태의 변화를 확인하고 그에 따라 직접 변경합니다.
측정되는 입자의 상태는 측정 전 중첩 상태의 어떤 값이라도 될 수 있지만, 다른 입자의 상태는 측정되는 입자가 상태를 결정하기 전까지는 결정될 수 없다는 점을 알아야 합니다. 이는 양자 얽힘을 통해 두 입자가 시간과 공간을 초월하는 신비한 상관 현상을 생성할 수 있음을 의미합니다.
양자 얽힘은 하나의 입자가 다른 입자에 순간적으로(빛의 속도보다 빠르게) 영향을 미치는 것을 의미하는 것이 아니라, 그 ***가 넓은 거리에 걸쳐 있는 전체 상태를 갖는다는 것을 의미합니다. 동시에 변화합니다. 즉, 부분은 전체 속성의 변화를 따릅니다. 즉, 개인은 통계적 특성을 갖게 됩니다.
사실 모든 것은 궁극적으로 양자로 구성되어 있고, 미시에서 거시까지 모든 것은 국소와 전체의 관계로 가득 차 있다고 할 수 있다. 그러면 양자 얽힘은 넓은 영역으로 퍼질 것이다. 광범위하고 근본적인 상호 영향을 미치게 됩니다.
그러므로 양자계에 영향을 미치는 것은 관찰 행위가 아니라, 어떤 존재나 어떤 행위가 양자계의 상태에 항상 영향을 미치게 되며, 이러한 상태 변화의 영향은 에 있을 것이다. 양자 얽힘의 형태는 거리에 따라 상호 작용합니다.
따라서 이러한 관점에서 보면 양자계의 특성상 관측 여부에 관계없이 미시적 양자 수준의 결정론적 정보를 얻을 수 없다.
튜링의 관점에서 우리는 왜 양자의 정확한 상태를 모두 알 수 없는 걸까요? 이는 상태를 측정하는 기계가 양자(모든 물질은 가장 낮은 수준의 양자로 구성됨)로 구성되어 있어 계산된 개체와 계산하는 개체를 얽히게 하면서 순환적이고 계산할 수 없는 재귀를 형성하기 때문입니다. (우주의 신비: 재귀, 프랙탈, 순환)
그러면 우리가 원하는 확실성은 상호 영향이 아닌 미세한 변화에만 기초할 수 있다고 생각할 수 있습니다. 하지만 이때 상위 레벨의 모든 것은 존재하지 않거나, 지금과는 전혀 다른 형태로 존재하게 됩니다.
마지막으로, 거시적 물체가 미세한 파동-입자 이중성을 갖지 않는 것처럼 거시적 수준에서는 양자 얽힘 효과가 없다는 점을 알 수 있습니다. 거시적 수준에서 관찰됨 ——수학적 해법은 한계가 존재하지 않거나 알 수 없는 영역에 존재하는 것으로 이해된다는 것을 의미합니다.
그러나 우리가 관찰하고 인식할 수 없는 것 뒤에는 미지의 모든 영역을 포괄하는 완전하고 통일된 전체가 있습니다. 그러나 우리의 인식에는 반드시 거기에 도달할 수 있는 정보 경로가 있는 것은 아닙니다. 그 통일된 전체.
분명히 빛에 의존하여 정보를 얻는다면 빛의 속도를 넘어서는 정보를 얻을 수 없습니다. 그러나 양자 얽힘은 거리와 빛의 속도를 무시하고 상태 간 동시 변화를 일으킬 수 있습니다. 그러면 빛의 속도보다 빠르게 정보를 전달할 수 있지 않을까요?
결론은 양자 얽힘은 여전히 빛의 속도를 넘어서는 정보를 전달할 수 없다는 것입니다.
우선, 정보를 전송하려면 정보를 입력하고 정보를 읽어야 한다는 점을 이해해야 합니다. 이 두 단계를 완료하면 정보 전송이 완료된 것으로 간주됩니다.
둘째, 얽힌 상태의 입자에 대해 측정을 하면 중첩 상태가 붕괴됩니다. 이것이 입력된 정보이고, 그러면 순간적으로 다른 얽힌 입자가 변하게 됩니다. 이러한 변화를 측정하면 다음과 같은 내용을 읽습니다. 정보.
그렇다면 질문은 모두 측정값이며, 어느 것이 입력 정보를 나타내고, 어느 것이 읽은 정보를 나타내는가 하는 것입니다.
입력과 읽기의 순서가 있으므로 측정도 순서대로 이루어져야 합니다. 분명히 측정 순서는 측정 순서를 결정하기 위해 정보를 전송하는 빛의 속도가 여전히 필요합니다.
마지막으로, 미세한 상태는 완전히 무작위적이어서 제어할 수 없기 때문에 우리가 원하는 데이터를 양자 얽힌 시스템에 입력할 수 없습니다. 따라서 입자의 얽힌 상태 사이의 동기적 변화는 정보가 아닌 잡음과 같은 일부 무작위 신호만 전송할 수 있으며, 이로부터 유용한 정보를 얻을 수 없습니다.
아래에 설명하는 실험은 실제로 검증된 것입니다. 여기서는 과정과 원리만 간략하게 설명합니다.
단일 전자 이중 슬릿 간섭 실험
전자는 하나씩 방출되어 이중 슬릿 배플을 통과하고 감지될 때마다 배플 뒤에 있는 감지 화면에 부딪힙니다. 화면에 전자 히트가 표시됩니다. 전자에 부딪힌 후 두 번째 전자가 방출됩니다. 여러 개의 전자가 반복적으로 방출되고 최종적으로 전자에 의해 형성된 패턴이 검출 화면에 기록되어 간섭 무늬가 나타납니다. 간격이 닫혀 단일 간격이 되면 감지 화면에 간섭 무늬가 나타나지 않습니다.
이 실험은 빛의 간섭 실험과는 전혀 다른데, 빛의 간섭은 빛이 이중 슬릿을 통과하여 두 세트의 광파를 형성하고 최종적으로 간섭 무늬를 생성하는 것이기 때문입니다. 여기서 단일 전자는 이중 슬릿을 통과하여 결국 간섭 무늬를 형성합니다. 전자는 그룹이고 후자는 개체입니다.
여기서 설명해야 할 몇 가지 사항이 있습니다.
먼저 감지 화면에서 여러 전자에 의해 형성되는 간섭 줄무늬는 파동 함수의 확률 분포에 의해 예측됩니다.
둘째, 전자는 간섭 무늬가 아닌 탐지 화면의 한 지점일 수 있습니다. 확률 분포 패턴을 형성하려면 다중 전자 방출이 필요합니다. 이때 간섭 무늬는 하나입니다. 그룹 이벤트, 통계 속성이 표시됩니다.
셋째, 간섭 무늬란 단일 전자가 이중 슬릿을 통과할 때 파동 간섭 효과가 발생한다는 의미인데, 이는 전자가 이중 슬릿을 동시에 통과하여 두 개의 파동원을 생성하는 것과 동일하며, 그런 다음 자체적으로 간섭합니다.
넷째, 단일 전자가 매번 하나의 슬릿을 무작위로 통과하면 이중 슬릿 이후에는 자신을 간섭하지 않으므로 최종 패턴에는 간섭 무늬가 없고 밝은 줄무늬 두 개만 나타납니다.
이 실험은 단일 전자가 휘발성, 즉 공간에서 전자의 위치가 불확실하다는 것을 보여줍니다 - 확률 분포를 제시하고, 이 위치 분포의 확률이 중첩되어 간섭 효과를 형성할 수 있습니다 - —특정 포지션에 등장할 확률을 높이고, 특정 포지션에 등장할 확률을 낮추는 것을 의미합니다.
결국 전자가 감지 화면에 부딪히고 파동의 성질이 입자의 성질로 바뀌는 것, 즉 확률에 따라 결과가 나옵니다. 위치가 결정됩니다. 다중 전자에 의해 형성된 간섭 패턴은 전자 변동의 자기 간섭 중첩을 반영합니다.
사실 간섭 무늬의 모든 점은 전자가 무작위로 도달할 수 있는 위치에 해당하고, 전자가 휘발성을 보이고 스스로 간섭해야 밝은 점과 어두운 점의 위치 확률이 생성될 수 있기 때문입니다. , 따라서 밝고 어두운 줄무늬를 형성합니다. 그렇지 않으면 두 개의 밝은 줄무늬에 대한 위치 확률만 있고 어두운 줄무늬에 대한 위치 확률은 없습니다.
이중 슬릿 간섭 실험 - 관찰자 효과
관찰이 이중 슬릿 앞에서 진행된다는 점만 빼면 단일 전자 이중 슬릿 간섭 실험과 동일하다 단일 전자가 이중 솔기를 통과하는 방법을 결정하는 배플. 그 결과, 각각의 전자가 틈을 무작위로 통과하는 것이 관찰되었으며, 검출 화면의 최종 간섭 줄무늬는 사라지고 밝은 줄무늬 두 개만 남았습니다. 그러나 관찰 수단을 제거하면 간섭 무늬가 다시 나타납니다.
이 실험은 파동-입자 이중성의 상호보완적 원리를 보여주는 것에 불과합니다. 관찰하면 입자는 입자의 성질을 보여줄 것이고, 관찰하지 않으면 파동의 성질이 저하될 것입니다. 그러면 입자는 자신의 입자성을 당신에게 보여줄 것이고, 파동의 성질은 다시 나타날 것이고, 입자의 성질은 퇴화될 것입니다.
휠러 광자 지연 실험
광자가 세미렌즈에 주입되면 통과할 확률과 반사될 확률이 절반이 됩니다. 이것이 양자 랜덤입니다. 프로세스. .
첫 번째 경우에는 반투명 거울의 양쪽에 감지 스크린을 배치하여 광자가 반투명 거울을 통과하는지 또는 반투명 거울에 반사되는지 감지할 수 있습니다. 결과는 각 광자가 하나의 감지 화면에서 무작위로 밝은 점을 생성하고 여러 번 후에도 여전히 밝은 점임을 보여줍니다. 이는 광자가 매번 통과하거나 반사될 수만 있음을 의미합니다.
두 번째 경우에는 두 개의 반사경을 이용하여 반투명 거울을 통과하거나 반투명 거울에 의해 반사될 수 있는 광자가 두 번째 반투명 거울의 양면으로 계속해서 유입된다. 투명한 거울. 즉, 광자가 첫 번째 절반 거울을 통과하면 두 번째 절반 거울의 한쪽으로 들어가고, 첫 번째 절반 거울에서 반사되면 두 번째 절반 거울의 반대쪽으로 들어갑니다. -거울.
두 번째 반쪽 렌즈는 여전히 광자가 통과하거나 반사할 확률이 절반이라는 점을 알아야 합니다. 그런 다음 두 번째 반 거울의 양쪽에 통과하거나 반사되는 광자를 감지하는 감지 스크린을 배치합니다.
결과에 따르면 각 광자가 여러 번 방출된 후 감지 화면 중 하나에 간섭 무늬가 나타나는 것으로 나타났습니다.
이는 광자가 첫 번째 반렌즈에 들어가서 통과하면서 동시에 반사되고, 두 경로를 따라 달리는 광자가 동시에 두 번째 반렌즈의 양쪽으로 들어가는 것을 보여줍니다. , 그리고 동시에 통과하고 반영됩니다.
그런 다음 두 번째 반쪽 거울의 양쪽에 광자가 통과하여 반사됩니다. 광자의 위상을 조정하면 광자 자체가 한쪽에서는 서로 상쇄되고 다른 쪽에서는 서로 간섭할 수 있습니다. 따라서, 검출 화면에는 간섭무늬가 생성된다.
세 번째 경우에는 광자가 첫 번째 반렌즈를 통과할 때 두 번째 반렌즈가 없습니다. 이는 첫 번째 경우와 동일하며 광자가 통과하거나 반사됩니다. 그런 다음 광자가 첫 번째 반 렌즈의 양자 무작위화를 완료한 후(통과 또는 반사) 두 번째 반 렌즈에 합류하는 것이 "지연"됩니다.
결과는 두 번째 경우와 일치하게 광자가 통과하고 동시에 반사된다는 것을 보여줍니다. 이는 두 번째 반렌즈를 추가하는 동작을 "지연"하여 광자가 첫 번째 상황의 선택을 결정한 후 마법처럼 두 번째 상황으로 전환할 수 있음을 보여줍니다. 이런 식으로 우리의 지연된 선택이 완전한 선택을 결정합니다.
이 실험과 관련하여 Wheeler는 나중에 Bohr의 말을 인용했습니다. 모든 기본적인 양자 현상은 기록된 후에만 나타나는 현상입니다. 광자가 이동하기 전에 수행해야 할까요? 양자 실험에서는 아무런 차이가 없습니다. 광자가 첫 번째 렌즈를 통과할 때와 두 번째 렌즈를 삽입할 때 그것이 어디에 있고 그것이 무엇인지는 객관적인 현실이 아니기 때문에 우리는 그것에 대해 말할 권리가 없습니다!
양자 지우개 실험
이 실험은 다소 복잡하지만 성공적으로 검증되었습니다.
첫 번째 단계에서 우리는 얽힌 광자 쌍을 생성하고, 이를 간격을 두고 방출한 다음 이중 슬릿 판을 통과합니다. 그 위에 슬릿 A와 B가 있고, 이 광자 쌍은 이중 슬릿을 통과하여 분리되지 않음. 하지만 우리는 이 광자 쌍이 A, B, AB를 동시에 통과하는지 알 수 없습니다.
두 번째 단계에서는 이중 슬릿을 통과한 후 이 광자 쌍이 A - A1A2에서 2개의 얽힌 광자로 분리되면 B에서 얽힌 광자 2개 - B1B2, 그 중 A1과 B1은 렌즈에 들어가 D0 감지 화면에 집중되어 결국 간섭 무늬가 나타납니다.
이때 D0에 있는 광자는 어느 것이 A1이고 어느 것이 B1인지 구분할 수 없습니다. 즉, 이 광자가 어느 틈(A 또는 B)에서 나오는지 알 수 없다는 의미입니다. 분명히 얽힌 한 쌍의 광자가 동시에 AB에 들어간 다음 A에서 A1, B에서 B1을 동시에 분리하고 A1과 B1이 렌즈 뒤에서 간섭하므로 D0에서 간섭 무늬가 나타날 수 있습니다.
세 번째 단계에서는 A2와 B2가 편광판에 들어가 서로 다른 방향으로 이동하게 된다. 그리고 목적지는 모두 D0에서 멀리 떨어져 있습니다. 이는 A2와 B2가 여전히 움직이는 동안 D0이 광자를 감지했음을 나타냅니다.
네 번째 단계인 A2가 반투명 거울에 들어가고, 감지 화면 D4에 들어갈 확률은 50%이고, 반투명 거울에 들어갈 확률은 또 50%이며, 그 다음에는 50이 있습니다. % 확률(50%의 50% 즉 25% 확률)이 감지 화면 D1에 진입하고, 50% 확률(50%의 50%가 25% 확률)이 감지 화면 D2에 진입하게 됩니다.
같은 방식으로 B2가 반투명거울에 들어가면 감지화면 D3에 들어갈 확률이 50%이고, 반투명거울에 들어갈 확률도 50%가 있는데, 그 다음에는 거기에 있다. 감지 화면 D1에 진입할 확률은 50%(50%의 50%는 25% 확률)이고, 감지 화면 D2에 진입할 확률은 50%(50%의 50%는 25% 확률)입니다.
정리하자면, A2가 D4에 들어갈 확률은 50%, D1에 들어갈 확률은 25%, D2에 들어갈 확률은 25%, D3에 들어갈 확률은 50%, 25입니다. D1에 들어갈 확률은 %, D2에 들어갈 확률은 25%입니다. (D1D2는 A2B2를 구별할 수 없습니다.)
다섯 번째 단계에서는 D1, D2 감지 화면에서 응답이 없습니다. 그러면 이때 D4가 반응하면 A2(상태 붕괴)라는 뜻이고, 그것과 얽힌 상태의 A1은 D0에서 반응한다는 뜻이고, D3가 반응하면 B2(상태 붕괴)라는 뜻이고, B1과 얽힌 상태 - D0에서 반응합니다.
그래서 D4와 D3의 반응(동시에 반응하지는 않음)을 통해 D0에서 A1인지 B1인지 알 수 있는데, 이때 D0의 간섭무늬는 사라진다. . 분명히 이는 우리가 AB 슬릿을 통과하는 얽힌 광자 쌍의 정확한 경로를 결정했기 때문에 이 광자 쌍의 상태가 붕괴되어 입자 특성을 나타내며 AB 중 하나만 통과하도록 선택할 수 있기 때문입니다.
6단계, D1 및 D2 감지 화면 중 하나가 응답합니다. 이때 A2와 B2 모두 이 결과가 나올 확률이 있으므로 A1과 B1 중 어느 쪽이 D0에서 반응했는지 아직 확인할 수 없습니다. 즉, A1과 B1이 모두 D0에 있어 간섭을 일으키고 자연적인 간섭 무늬가 발생한다는 의미입니다. D0에 다시 나타납니다.
이 시점에서 전체 실험이 완료되었습니다. 설명할 가치가 있는 두 가지 사항이 있습니다.
우선 D1 및 D2 감지 화면에 반응이 있는지 여부는 확률입니다. 결과로 판단하면 D1 또는 D2에 응답이 없습니다. 반응할 때 D0에 간섭 줄무늬가 있습니다. 이는 D1과 D2가 반응하지 않으면 D3 또는 D4가 반응하는 것과 같습니다. 경로 정보가 있으며 이때 D0 간섭 무늬가 사라집니다.
둘째, 세 번째 단계에서는 광자가 D1234에 도달하는 거리가 D0보다 길다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 D1234가 반응할 때 D0은 이미 반응하여 줄무늬를 형성하지만 D0의 줄무늬가 간섭하는지 여부는 나중에 발생하는 D1234의 반응에 의해 여전히 제어됩니다.
이 실험의 핵심은 입자 상태의 붕괴가 관찰자나 관찰자가 어떤 사람에 달려 있지 않다는 점이다. 관찰 기술 장비, 지능과 의식의 유무, 등등, 그러나 그것은 정보 경로의 구축에 있습니다.
이전 실험에서는 미시적 입자의 파동-입자 이중성이 의심할 여지 없이 입증되었습니다. 이는 믿을 수 없을 만큼 이해하기 매우 어려운 거시적 현상과는 완전히 다른 것입니다.
그러나 실험 결과는 의심할 여지가 없기 때문에 사람들은 실험 결과에 대해 다양한 환상적 자기 해석을 시작했습니다.
없음 입자는 파동일 뿐입니다
우리는 수프처럼 어디에나 존재하는 양자장에 있고, 이러한 수프(에너지장)는 파도처럼 움직입니다. 입자는 우리가 관찰할 때만 수프에서 나옵니다. 마치 관찰 행위에 의해 소환되는 것처럼 말입니다.
파동은 없고 입자만 있습니다
입자는 매우 빠르게 움직이고 관찰(노출) 속도는 너무 느립니다. 그러므로 우리가 관찰해보면 포착된 이미지는 사실 입자가 빠르게 다른 곳으로 빠르게 이동하는 모습이고, 우리의 관점에서는 입자가 동시에 여러 곳에서 나타나는 모습이므로 입자가 가지고 있다고 말할 수 있다. 파도. 같은 상태.
파동도 없고 입자도 없습니다.
입자는 관찰의 속성을 기반으로 거시적 현상학적 모델로 추상화될 뿐입니다. 그러나 다양한 상황에서는 관찰 특성과 거시적 파동의 현상학적 모델에 따라 모든 것이 파동-입자 이중성을 가지게 되는데, 이는 거시적 수준에서 모순되는 상태 설명입니다. 사실 이러한 미세한 물질의 성질은 비파형, 비입자성입니다. 현재로서는 구체적으로 어떤 이미지가 있는지 알 수 없습니다.
파동과 입자가 있다
미세한 물질은 관찰되지 않으면 '구름'이나 '안개'의 형태를 띠며 파동의 형태로 움직이며 수렴하게 된다. "점"이 되어 입자가 됩니다. 왜 이런 일이 발생합니까? 이는 '구름'이나 '안개'의 에너지 상태가 관측의 간섭으로 인해 에너지 손실이 작아지고 오직 한 점, 즉 입자만 형성될 수 있기 때문이다.
고차원 우주
미세한 물질은 고차원 우주의 투영체입니다. 우리는 이러한 고차원 투영의 단편만을 볼 수 있기 때문에 그들의 행동은 예측할 수 없습니다. 운동 궤적과 특징적인 형태.
다중우주
미세한 입자파의 특징은 수많은 평행 우주의 입자 이미지가 동시에 중첩되는 데서 비롯됩니다. 그러나 한번 관찰하면 평행한 시공간은 분리되어 개별적인 입자들이 구체적이고 독특한 현재의 시공간으로 나타난다.
경로 적분 표현
순수 수학에서 경로 적분 표현은 입자의 단일하고 고유한 운동 궤도를 사용하지 않고 대신 가능한 모든 궤도의 합을 사용합니다. 기능 적분을 사용하면 가능한 모든 궤도의 합을 계산할 수 있습니다. 즉, 미세한 입자가 한 장소에서 다른 장소로 이동할 때 가능한 모든 경로를 선택하게 되며(이중 슬릿을 동시에 통과하는 것도 포함), 관찰은 관찰 위치와 입자 사이에 고유한 경로를 형성하므로 선택지가 사라집니다.
실험 질문
이 실험에서는 전자나 광자가 어떻게 방출되나요? 전자나 광자가 있나요? 먼저 전자와 광자가 있다고 가정하고 실험을 통해 이들 입자의 파동성을 발견하면 모순이 아닌가?
코펜하겐 해석
측정 전에는 미세한 입자의 공간적 위치가 불확실하므로 측정 전에 입자 궤적과 경로를 논의하는 것은 의미가 없습니다. 모든 혼란과 혼란은 분명히 논의되어서는 안되는 주제를 논의하는 데서 비롯됩니다.
요약
사실 성공적인 설명은 미래의 모든 상황을 예측할 수 있습니다. 가능하다면 이 설명은 기본적으로 올바른 관점이다. 파동 함수는 미세한 입자의 휘발성과 입자 특성을 확률의 형태로 완벽하게 예측하고 설명합니다. 그러나 사람들이 여전히 알고 싶어하는 것은 이러한 확률이 어떻게 형성되는지, 즉 모두 관찰 전에 발생하는 것입니다. .
결국 사람들은 확률과 불확실성에 만족하지 않습니다. 이 대답은 우리의 뿌리 깊은 의식 속에서 모든 것이 확실하고 본능적이고 지각적인 결론에서 비롯되기 때문입니다.
본질적인 이유는 미시와 거시를 연결하는 것이 확률인데 우리는 거시 안에 있고 이론적으로는 확률이 어떤 결과를 형성했기 때문에 우리는 확실성만 볼 수는 있지만 불확실성은 볼 수 없습니다.
게다가, 우리는 모든 것을 미시적인 수준에서 해석하기 위해 거시적인 인식을 사용하려고 노력합니다.
어쩌면 우리를 묶는 것은 매크로이고, 마이크로에 닿지 못하는 길은 정보일지도 모른다.
거시적 관점에서 우리는 일반적으로 관찰을 관찰과 테스트로 생각하지만 과학에서 관찰은 물질의 상태에 대한 정보를 얻기 위해 기술적 수단을 사용하는 것입니다. 그러면 미시적 수준에서는 정보 전달이 빛에 의존하기 때문에 정보를 얻기 위해 광자를 사용하여 관찰이 구현될 것입니다.
하지만 사실 양자삭제 실험과 같은 미시적 실험에서는 양자를 관찰하는 행위와 과정을 완성할 필요는 없지만, 관찰가능성의 가능성을 구축하는 한, 양자 상태 변화가 발생합니다.
미시적인 관찰의 교란은 관찰 행위 자체가 아니라 관찰을 통해 얻을 수 있는 정보의 가능성, 즉 일단 정보를 얻을 수 있는 경로가 형성된다는 점을 알 수 있다. , 마이크로에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
이것은 아마도 정보와 경로가 상위 수준 인과 논리의 본질일 것입니다. 그리고 그 길은 루프를 형성할 수 있으므로 원인과 결과, 논리도 루프를 형성하여 끝없는 무한대가 될 수 있습니다.
그리고 이것이 거시적인 물체에 미시적 변동(불확실성)이 없는 이유일 수도 있는데, 거시적인 물체의 정보 경로는 분명히 존재한다고 정해져 있기 때문입니다.
그럼 불확정성 원리에서 입자가 결정하는 위치와 운동량 정보가 동시에 객관적으로 존재하는지 상상해볼까요?
존재하지만 입자의 고유한 특성(파동-입자 이중성)으로 인해 이 특정 정보에 대한 접근이 제한된다면 미세한 정보의 획득과 확실성 자체는 모순됩니다. 획득은 정보의 경로를 형성하기 때문입니다. , 불확실성으로 이어지며, 획득 없이만 결정론적 정보가 객관적으로 존재할 수 있습니다.
이것은 마치 빛이 들어오는 방과도 같습니다. 방 안에 무엇이 있는지 알고 싶은데, 빛이 들어오면 방 안의 물건들이 빛과 결합하여 이전에는 없었던 것을 만들어냅니다. 그래서 나는 Wulizi의 원래 정보를 얻는 것은 결코 불가능합니다. 아마도 Wulizi에는 정보가 없거나 수많은 종류의 정보가 있을 수 있습니다. 누가 알겠습니까?
이 모든 것은 우리가 정보를 얻기 위해 빛에 의존한다는 사실에 있으며, 더 중요한 것은 우리의 본질이 동일한 양자 정보로 구성되어 있다는 것입니다. 그러나 아마도 모든 것은 정보이고 모든 것은 비트일 것입니다. (수학의 본질과 만물의 관계(제2판))