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杨氏双缝实验与 Galton Board 的关系

2022-10-28原文链接

凌晨半梦半醒的时候,脑子里开始模拟光子通过双缝的过程,一个个的打在底片上。想着那两条缝要产生怎样的电磁场来改变这些光子的路线,才会造成这种“干涉条纹”。然后忽然间,小时候在路边玩过的一种游戏浮现在眼前。

这游戏是一个倾斜的钉着钉子的板子,小球从最上面滑下来,一路被这些钉子磕磕碰碰地,直到落进最下面的一些槽中。每个槽有不同的分数,如果你的球能掉到其中某些槽里,就能中奖。小的时候,有些人拿这东西在路边摆摊,给钱就可以玩一次。每次都希望中奖,可就是很难掉到有奖的槽里去。为什么呢?因为这是一个概率把戏,它是符合某种概率分布的,所以玩家大部分时候都不会中奖,老板稳赚不赔。

我为什么会想起这个游戏呢?因为我想,双缝也许就是形成了类似这样的“电磁场阵”。当光子一个个地通过的时候,它们就被随机地导向到不同的方向,最后形成干涉条纹…… 于是我猛地爬起来,就开始搜索这个游戏叫什么名字,发现它叫 Galton Board。

仔细看水波相遇时的干涉图样,波峰的位置不就对应着 Galton Board 的钉子吗?双缝的原子要是产生如此的干涉,就会形成一个电磁场版本的 Galton Board,这样光子过去的时候就能形成干涉条纹了。

但 Galton Board 最后形成的不是干涉条纹,而是一个正态分布的曲线,中间高两边低。但也许那是因为它只有一个入口,最上面只有一颗钉子。要是最上面有两个入口,两颗钉子呢?看了好些演示视频,却都没有两个入口的版本,所以没有出现干涉条纹。

后来就搜索了一下 “galton board double slit experiment”,找到了这篇希腊大学里的人写的文章,正好说的是这个事,而且里面带有一个视频的链接。在这个视频里,作者把普通的 Galton Board 去掉了两颗钉子,模拟了双缝,结果果然出现了干涉条纹。

这个实验对设备要求很低,建议有兴趣的人都自己做了核实一下。虽然上面介绍的文章作者和视频作者自己认为这表示“经典和量子力学之间有着神秘的相似性”,我的理解却是杨氏双缝实验里面可能本来就只有经典力学。量子力学只是一种误解,因为他们从来没考虑过双缝附近会不会有什么看不见的东西,改变了光子的路线,所以才理解得这么神乎其神。