光的波粒二象性的本质是什么？

FireBrain · 发表于 2020-2-21 13:00:02

在家看李永乐老师的公开课，电子的双峰干涉实验，电子是波还是粒子竟然是受观察者影响的，你观察就是粒子，不观察就是波，科学家被这种现象激发出强烈的兴趣，这个实验对物理学有极大启迪，爱因斯坦说上帝不执骰子，薛定谔提出又死又活的猫实验。大自然怎么会有这么奇怪的象限，难道真的如三体中说的，地球被外星文明锁定了。
视频最后也没有结论。光的波粒二象性催生了量子力学，它的本质是什么好像没人说的清楚。

xy-mcu · 发表于 2020-2-21 13:21:48

量子力学有个说法:如果您学了,没有疑惑的地方,说明您没有学懂.

天下乌鸦一般黑 · 发表于 2020-2-21 13:35:51

回答不了楼主的疑问。
但是我可以占领三楼。
抖音上一个叫严伯钧的讲科普。
一切物质都有波粒二象性。
你用测量波动性的实验就可以验证波动性。
用测量粒子性的实验就可以验证粒子性。

ndk · 发表于 2020-2-21 13:37:44

都学过，没学会，全还给老师了

cloudxxcloud · 发表于 2020-2-21 13:49:21

老师也不懂

dykwai1 · 发表于 2020-2-21 14:06:22

只能说科学发展的水平还不到，类似于盲人摸象，摸啥像啥，测啥得啥

ordman · 发表于 2020-2-21 14:17:55

光是多维物质在三维世界的投影，三维世界的生物不能认识多维世界。

jdw924 · 发表于 2020-2-21 14:43:40

人的认知能力还很有限，很多时候就是盲人摸象。最初我们通过自身感知的世界是一个样子，后来发明了好多各种各样的传感器，“看”到的世界又是另外一个样子，可能以后我们的感知手段多了，又会看到更多新的东西。

nade · 发表于 2020-2-21 14:52:29

那你得上升到哲学高度了

nade · 发表于 2020-2-21 14:56:28

上帝写的if else ,观察不同结果不同，所以无法上帝视角。。。。

laoshuhunya · 发表于 2020-2-21 15:26:21

本帖最后由 laoshuhunya 于 2020-2-21 15:29 编辑

量子力学的奠基人之一海森堡说过：原子不是一种事物，而是一种倾向。
或许理解了这句话就能理解光的波粒二象性。
不要执著于事物的“本质”，因为“什么是事物的本质”本身就是一个无法阐释的问题。如果连组成宏观物体的微观粒子本身都是虚幻不实的，谁能说我们的世界是客观实在的呢？
凡所有相，皆是虚幻。世界，非世界，是名世界。

cheungman · 发表于 2020-2-21 15:40:29

Z之前在知乎看波粒二象性和光速，看得津津有味，确实很神奇，然后我现在，什么都记不起来了

yangwm2012 · 发表于 2020-2-21 15:41:06

量子力学中的微观现象，感觉啊

zq419491 · 发表于 2020-2-21 15:47:57

我瞎猜的，光子是沿螺旋线前进的。

mychestnut · 发表于 2020-2-21 16:18:31

人的做梦，会不会是环境中的光粒子与大脑中特定细胞组织发生共振？

firewind · 发表于 2020-2-21 16:30:07

现在都还没有弄清楚量子到底是什么

jathenal · 发表于 2020-2-21 16:31:27

个人理解，本质是概率分布；连续且随机的分布倾呈现波动性，离散且确定的分布呈现粒子性；用确定的方式与其交互，会使其概率塌缩而表现出确定性；
对于光来说，目前已有的观测技术不是只读行为，是靠光电效应才能观测到的，这个光电效应的交互过程便使其呈现出确定的粒子性，从而失去波动性。

Rehoboam · 发表于 2020-2-21 16:50:47

三体作者大刘的短篇球状闪电，有"观察者"的描述。所谓量子效应观察者，很好的科普

NJ8888 · 发表于 2020-2-21 19:14:49

同意第七楼的意思，光是种多维能量场，在三维上的投影使人无法用粒子说或波动说解释，只好说有二相性

armstrong · 发表于 2020-2-21 19:27:16

jathenal 发表于 2020-2-21 16:31
个人理解，本质是概率分布；连续且随机的分布倾呈现波动性，离散且确定的分布呈现粒子性；用确定的方式与其 ...

你这理解很牛逼啊！就像彩票那样，那几个数字在开奖后就确定了，开奖前就是一种概率，谁也不能确定。

powerk6 · 发表于 2020-2-21 19:45:13

eelninth 发表于 2020-2-21 19:30
这个说法牛，第一次看到

很有可能是这样

GoingDown · 发表于 2020-2-21 19:47:06

大家的理论水平牛到能讨论这个了? 牛比。

xiaoxiaobaiyu52 · 发表于 2020-2-21 20:43:46

粒是一种假象，这个世界只有波
可以这样理解：粒=波*冲击函数，基于这个假设，才有弦理论。

绝对的粒是违反量子力学的，因为粒要有绝对边界，而这是不存在的。

所以波粒二象性不是问题，问题在于，如何解释量子的“并行性”，处于量子态他能同时做很多，退相干了就只能做一件了。

FireBrain · 发表于 2020-2-21 20:50:48

xiaoxiaobaiyu52 发表于 2020-2-21 20:43
粒是一种假象，这个世界只有波
可以这样理解：粒=波*冲击函数，基于这个假设，才有弦理论。

还是没有解释诡异的电子的双缝干涉实验，有探测器时表现粒子性，没探测器时表现波动性，据我搜到的结果至今还是无解的。

xiaoxiaobaiyu52 · 发表于 2020-2-21 22:18:15

本帖最后由 xiaoxiaobaiyu52 于 2020-2-21 22:39 编辑

以下是我结合已知数学写的民科，楼主可以当小说看

网上有段时间流行一个问题：为什么全体自然实数之和等于负的十二份之一。这个问题最后的答案就是这题里用了超纲的“解析延拓”，将原本没意义的定义域，人为重定一个函数，定义域就被扩展了，让整个定义域都有意义。这做法在数学里很常见，比如虚数i，最后诞生了复数域
因为重定函数是人定的，所以延托的方法不止一种，这解析延拓一直比较冷门，但他还是有用的，他可以解决无穷大减去无穷大的问题。

我们都知道无穷大是分阶的，常见的无穷大用法有乘法和除法，没有加减。因为无穷大减去无穷大还是无穷大，同阶的也是一样，无法得到常数。但是用解析延托可以。负的十二份之一就是全体自然实数之和的某种延托下的特征值

卡西米尔效应是在真空中两片平行的平坦金属板之间的吸引压力，真空中有零点能，两个极板间只能有高于某个频率的零点能，所以内外零点能产生了差值。但是极板外的总零点能是无穷大，极板内的总零点能也是无穷大，两个无穷大相减无法得到常数，也就是无法计算卡西米尔力的大小，这个最后用解析延托解决了，（具体怎么延托能得到符合实际的物理理论，我水平太低，无法科普）

那一个大胆的想法就出来了
根据弦理论，一切都是波。波在数轴上是无限延伸，怎么一到现实世界就被截断了。量子告诉我们，只是出现的概率太低了。我的理解是波是一直有的，只是被加了窗，我们以为被截断了。那既然波是无处不在的，那验证了贝尔不等式的前提条件：局域性就不存在了。无法证明隐变量不存在。不管实验做多远，波都是在同一个波。

波有无数个，每个都是分布得无处不在。所谓相干和纠缠，就是拿到了同一根波的不同处。所谓退相干，就是换手拿起了其他波。这样可以解释为什么纠缠的光子对都得从同一个光源发出。
回到楼主的问题。光从波变为粒，就是加窗的过程，观测就是加窗，一加窗，波的其他端都接近0了，也就没法干涉产生条纹了。观测纠缠光子可以影响双缝，延时抉择，这些都可以被这个理论解析。

民科终究只能写科幻文，民科和科学最大的区别就是数学太差，没法写成公式，不能被计算。由于波是无限延伸了，现阶段人类对无穷大减去无穷大的理解还非常肤浅，关于解析延托还有太多没弄清楚的地方，比如著名的黎曼猜想，用解析延托得到的解惊人完美，可以准确预测素数的分布，但是还是“没证明”，因为实在太难了。我预言，人类什么时候弄清楚了解析延托，弄清楚了黎曼猜想，弄清楚了无穷大真正的计算，量子背后的本质就呼之欲出了。

贴两张科普视频，估计科普都没几个看懂的
https://www.bilibili.com/video/av32580308/
https://www.bilibili.com/video/a ... 333.788.videocard.0 这个视频最精彩的，关于惊人精确的解在9分钟开始

xiaoxiaobaiyu52 · 发表于 2020-2-21 22:32:14

写完感觉还有很多想说的，这里在补充一下
1、卡西米尔效应现在是可以计算的了，物理只求能用，符合实际，为什么适用没人能说清。
2、黎曼猜想的魅力在于，他能让人类真正弄懂加法和乘法的关系。
3、望月新一那篇号称证明黎曼猜想的文章，用了p进制，p进制里每个数都是无穷位的，不够的补0，我感觉不是巧合。他的论文里重新定义了加法和乘法，也不是巧合。希望他是人类第一个弄清楚无穷大计算的男人，不然全人类都只能做民科
https://songshuhui.net/archives/101102
https://www.guokr.com/article/442604/

lkm_unication · 发表于 2020-2-21 22:38:12

不奇怪啊。只要想着，现在人类的科技还没能完全了解自己生存的世界，就释然了。

spacekey · 发表于 2020-2-21 22:45:13

唯心所现，色即是空，空即是色.

cjxu · 发表于 2020-2-21 23:13:43

咱也不懂

lovewind · 发表于 2020-2-21 23:51:37

zq419491 发表于 2020-2-21 15:47
我瞎猜的，光子是沿螺旋线前进的。

难道不是正弦波？

guoj · 发表于 2020-2-22 06:41:10

正弦也不优美，正弦是投影出来的，螺旋更好一点，但螺旋是三维空间，或者圆周运动加时间纬度，在自然法则中，虚函数可能进入了虚空间，在加上时间，则也构成了一个螺旋，在跟我们所处的可观测得空间闪现的时候，就被我们观测到了，形成了粒子点，但本质是虚空间的螺旋管线.注意虚空间包含了我们可观测的宇宙和目前观测不到的宇宙.

guoj · 发表于 2020-2-22 06:44:22

虚空间也不是现在科学家说的多维宇宙，他们说的多维宇宙，其它的纬度已经缩小的很小了，这个不是，和现有宇宙一样大，共存，就是进入虚宇宙.

dbwu8280 · 发表于 2020-2-22 07:54:21

对整个自然界，我们还是瞎子。

lovewind · 发表于 2020-2-22 09:03:58

guoj 发表于 2020-2-22 06:41
正弦也不优美，正弦是投影出来的，螺旋更好一点，但螺旋是三维空间，或者圆周运动加时间纬度，在自然法则中 ...

有点意思，

apple_eat · 发表于 2020-2-22 10:14:57

构建世界的设定只精细到这个粒度,再往下深入已经突破了边界,是无法理解结果?

xyz.543 · 发表于 2020-2-22 10:22:54

哇！此帖这么热闹？！
依个人之浅见，光既是光波，也是光子，就这么简单。
认知上若有误，尚请各位海涵，谢谢。

mdjfish · 发表于 2020-2-22 12:09:49

一石激起千层浪

mdjfish · 发表于 2020-2-22 12:15:58

全息宇宙

sunpower · 发表于 2020-2-22 13:20:42

楼主，如果手指头指那里哪里就疼，说明是手指疼。

snkaka · 发表于 2020-2-22 13:45:23

本帖最后由 snkaka 于 2020-2-22 13:46 编辑

观察者(地球及观察的双缝和双缝后面的背板)是在运动的, 相对于飞行途中的光子，他们的运动类型是高速波动的, 光子并没有像火车中的苍蝇一样受到空气太多的影响；
观察到的波现象是运动导致的，粒现象是光子的本质

loohoo0302 · 发表于 2020-2-22 21:56:08

FireBrain 发表于 2020-2-21 20:50
还是没有解释诡异的电子的双缝干涉实验，有探测器时表现粒子性，没探测器时表现波动性，据我搜到的结果至 ...

我感觉这些只能意会不能言传，是非常非常抽象的东西，就如同向二维人解释三维世界，向人类解释四维世界（不是含时间轴的伪四维）。
你能向一个先天盲人解释牛奶的白色、天空的蓝色、血液的红色、树叶的绿色，即使盲人的智商有200也力矩不了。

zcllom · 发表于 2020-2-22 22:43:01

宇宙可能就是某个计算机系统里的游戏程序，基于位图的游戏，用户需要极致的观察某个图形图像时，放大到极限，呈现粒子态（看到图形图像全是一堆像素点），计算量特别大，系统资源尤其是显卡的消耗很大。在用户不观察或仅仅只是一般观察时，关闭粒子效果，画面呈现连续性，这也是为了节省系统的开销。

jathenal · 发表于 2020-2-23 14:56:33

FireBrain 发表于 2020-2-21 20:50
还是没有解释诡异的电子的双缝干涉实验，有探测器时表现粒子性，没探测器时表现波动性，据我搜到的结果至 ...

这个在量子力学中已经给出解释了：我们所说的观测行为并不是“只读”行为，而是探测器与被测对象发生了交互，使其表现出粒子性（概率塌缩）、从而失去波动性；
比如说，人眼之所以能看到光线，就是光子与视锥/视杆细胞发生了光电效应、然后电信号被视神经捕获并传输给大脑；而光子只有在粒子象时才会发生光电效应（波动象时做不到）；
所以说，这个“看到”的过程在经典物理学中可以认为是“只读”行为，但在量子力学中就不是“只读”了、而是一个会引起量子概率塌缩的交互行为，这些都是有自洽理论支撑的，感兴趣的可以去详细了解下。

brother_yan · 发表于 2020-2-23 15:36:56

jathenal 发表于 2020-2-23 14:56
这个在量子力学中已经给出解释了：我们所说的观测行为并不是“只读”行为，而是探测器与被测对象发生了交 ...

不民科的回答～

异客 · 发表于 2020-2-23 15:56:29

也许要等到开启了上帝视角才能彻底搞明白

老徐 · 发表于 2020-2-23 17:31:17

天下乌鸦一般黑发表于 2020-2-21 13:35
回答不了楼主的疑问。
但是我可以占领三楼。
抖音上一个叫严伯钧的讲科普。

详细看过他在抖音上的内容，挺不错的
其实也没看懂，但知道了为了测试波料二象性
人类不断逼近的实验
人用单光子做实验，一次只放出一个光子
在多达几天的时间的积累后，仍然能显示出波的特性
这就很无奈了，因为光子确实是有能量的，光子能将电子打出来的（光电效应）
我认为任何无线电波相当于对一种空间的一种扰动
空间虽然可以是真空，但可以借用以前人类思考的“以太”的概念
相当于无线电对于以太的扰动，以太是能承载光的
就好像水也能承载水波，空气承载声波一样
至于固定频率的波才能打出电子，我认为是波长和原子结构的能带之间一种相互衡量的关系。
短于一定波长的光波，才能满足电子跃迁的要求
。。。
一个喜欢瞎想却毫无量子物理基础的本科生，哈哈！

hugohehuan · 发表于 2020-2-23 17:39:49

这个枣还是直接吞了吧……人类太渺小……

天下乌鸦一般黑 · 发表于 2020-2-23 18:59:03

老徐发表于 2020-2-23 17:31
详细看过他在抖音上的内容，挺不错的
其实也没看懂，但知道了为了测试波料二象性
人类不断逼近的实验

是啊。
除了工作，也会试图去多了解一些感兴趣的科普。
现在搞理论的太多了~
就缺实验去验证了~

koon · 发表于 2020-2-23 19:30:49

能量与物质

nanfang2000 · 发表于 2020-2-23 20:14:45

7楼这个解释让我茅塞顿开

atonghua · 发表于 2020-2-24 09:21:19

xiaoxiaobaiyu52 发表于 2020-2-21 20:43
粒是一种假象，这个世界只有波
可以这样理解：粒=波*冲击函数，基于这个假设，才有弦理论。

除了弦论还有一个圈量子理论推荐大家去看卡洛·罗韦利诗意科普系列的书包括七堂极简物理课现实不似你所见时间的秩序过年期间看完的感觉很科普看起来就像看明朝的那些事一样可以一直看下去的那种

wkman · 发表于 2020-2-24 09:40:43

波粒二象性，，，理解起来，很简单啊：就像你手上爪一把沙子，扔出去，，，又抓一把沙子扔出去，，，，一次一次就是波～～，，，每次的里面一粒一粒沙子就算粒～～～

聪明机智小毒舌吧～～～

dcl_yufeimen · 发表于 2020-2-24 12:49:17

可以去看看 BBC拍摄的：量子力学揭秘，对你的疑惑有一些启发

光的波粒二象性的本质是什么？

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