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平行宇宙的存在引起了人们的热议。根据多元宇宙理论,宇宙是由无数个平行存在的宇宙组成的,每个宇宙都有自己的时间、空间、物质和能量,以及特定的物理规律和常数。这些宇宙平行存在,互不干扰。在平行宇宙中,人和环境可能与原宇宙完全相同,只是发展过程和结局不同。

例如,在原宇宙可能已经灭绝的动物在平行宇宙中可能仍然存在。尽管多元宇宙理论引起了广泛的讨论,但人类观测到的宇宙中除了地球之外,并没有发现其他星球上的生命。那么,为什么我们还相信平行宇宙存在呢?这个观点可以从双缝干涉实验中得到一些启发。

双缝干涉实验是一种量子力学实验,通过观察微观物体从起点到终点的行动,展示了物体的波动性和粒子性。实验中,微观物体通过两条路径同时观测,由于两条路径的行程不同,微观物体的量子态会发生相移,导致干涉现象的发生。这个实验最早由英国物理学家托马斯·杨在年提出,并被称为杨氏双缝干涉实验。

年,德国蒂宾根大学的克劳斯·约恩率先使用双缝实验来研究电子的行为,并证实了电子也会发生干涉现象。随后,米兰大学的皮尔·梅利在年成功地观察到了电子一粒一粒地发射并产生干涉现象。这些实验证明了量子态的相移和双路径的干涉现象,进一步支持了平行宇宙的可能性。

如果在双缝实验中微观物体的量子态可以发生相移并产生干涉现象,那么在宇宙中也可能存在与我们相同的另一个自己。尽管我们尚未观测到平行宇宙,但这个理论提供了一种有趣的思考方式,让人们对宇宙的奥秘有了更深入的思考。光无论是波还是粒子一直是物理学界的争论焦点。在双缝实验中,光可能表现为波或者粒子的属性。

爱因斯坦认为光是玻色子,而美国科学家也证实了这一说法。杨提出双缝实验时认为光是波,在实验中光确实表现出了波的特性。然而,即使坚持认为光是粒子属性的人也做了双缝实验,结果也显示光呈现出波的形式。皮尔.梅利曾一次发射个光子,然而无论如何,实验都表明光会产生干涉条纹。

在后来的实验中,摄像机的位置成为了变量,研究人员发现,光的存在模式取决于观察点,有时是波,有时是粒子。因此,光的存在形态取决于观察方式的不同。双缝实验与平行宇宙理论有关,它展示了量子力学中的叠加态和量子坍塌的现象。叠加态和量子坍塌是两个量子力学中的重要概念。

叠加态指的是光子在穿过两个缝隙时,同时具备波粒二象性的状态;而量子坍塌则指的是一件事情从不确定成为确定的过程。在观察光子之前,我们并不知道它的最终状态是波还是粒子。同样地,观察量子时,每次的观察结果都是不同的。因为宇宙空间的物质由量子组成,所以宇宙也可能存在多种状态。

这意味着,如果我们所处的宇宙每时每刻都在面临选择,那么每个选择都能分裂出不同的状态,这些状态不会交叠。因此,存在着无数个平行宇宙。我们所做的每一个决定都会产生新的状态,而这些状态就构成了不同的宇宙。

根据这个理论,可能存在某个宇宙,人类还处在封建王朝时期,而在另一个宇宙,人类可能已经打完了核战争,世界变得一片废墟。这个理论的提出颠覆了人类对物质的理解。早在公元前5世纪,希腊哲学家德谟克利特就提出了类似的观点,认为万物由原子构成,而由原子构成的世界有无数个。

麻省理工学院的宇宙学家马克斯.泰马克认为,平行宇宙的数量决定了其占据空间的大小,这是一个非常有意思的问题。假设每个平行宇宙都有1亿个人,个平行宇宙就会有亿个人。但这些人是在地球上还是在宇宙空间中?或者说,在宇宙中是否有个地球?如果是这样,那么这些人都在哪里?

为什么我们看不到其他99个地球和我们在平行宇宙中的自己?根据双缝实验的理论,我们看不到它们是因为平行宇宙永远不会相交。但这也引出了一个悖论:亿年前,奇点爆炸产生了多少个宇宙?或者是本来就不止一个奇点?宇宙是由一个奇点爆炸而产生了很多宇宙,还是由很多奇点爆炸而产生了很多宇宙?

以上内容参考自《十大最美物理实验之首—电子双缝干涉实验》一文,该文出自中科院半导体所。



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