什么是量子力学
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04 实验初分析

你仔细想想第三组实验,还是用选拔考试打比方。我们第一轮挑选出了品行好的(z方向自旋向上),第二轮挑选出了学习好的(x方向自旋向上),这时候,你再对这群品学兼优的人进行测试,按理说,不管是测品行(z方向)还是测学习(x方向),他们都应该是优秀(自旋向上)。但测试结果却显示:当我们对这群品学兼优的人再次测品行(z方向)时,他们竟然又分成了两拨人(在z方向上分裂成两束),这如何不让人震惊?

但震惊归震惊,实验的的确确发生了,不管你愿不愿意相信,现实就摆在眼前。

那么,问题到底出在哪里?到底是哪一个环节出了问题?一群已经通过两轮测试而品学兼优的人,再次测品行时,为什么又会分成两拨人呢?

有人说,是不是第一轮测试和第二轮测试的标准不一样?比如,第一轮测试时品行标准低一些,第二轮测试时品行标准高一些,于是,那些通过了第一轮测试的人的确有可能无法通过第二轮测试,进而导致第二轮测试时再次发生分裂(z方向上的再次分裂)。

听起来很有道理,但在实验里是不可能的。原因很简单,我们在实验里是用磁场测量银原子的自旋,而磁场都是一样的。你可以怀疑选拔考试的裁判不公正,但你总不能说磁场也不公正吧?

因此,如果你打算在测试环节找问题,那对不起,此路不通!测试环节没问题,那就只能在被测的人身上找原因了。

如果两轮测试环境完全一样,而一个人在第一轮测试时品行优秀,在第二轮测试时却品行卑劣,那就只能说明:这个人在第一轮测试时确实品行优秀,但到第二轮测试时就变成品行卑劣的了。测试标准没有变,那变的就只可能是这个人了,是他自己从品行优秀变成了品行卑劣的人。

我知道很多人难以接受这样的结论,同样的人,只不过先后经历了两轮测试,怎么就变了呢?当然,我们可以说人心隔肚皮,他在两轮测试中的确变了也未可知。但是,人心可以变,银原子的自旋状态是由物理定律支配的,它怎么能说变就变呢?在第三组实验里,同样是测量银原子在z方向的自旋,第一次测量时还是自旋向上,为什么第二次测量时就自旋向下了?如果我们把自旋换成位置,那这个事情就变成了:第一次测量银原子的位置时,它在北京;

第二次测量银原子的位置时,它变成了武汉,这太荒谬了!

在我们的潜意识里,一个物体在哪里就是在哪里,它的位置是确定的,无论谁去测量、测量几次,结果应该都一样。在误差范围内,不可能一个人测得它在位置A,另一个人却测得它在位置B。

但是,喜欢看侦探小说的朋友肯定听过福尔摩斯的一句话:“当你排除了一切不可能的情况,剩下的,不管多难以置信,那都是事实!”

因为外部测试环境一模一样,z方向的磁场也一模一样,所以,造成前后两次测量结果不一样的原因,就不可能是来自外部环境,而必须是来自内部。必须认为是被测人的状态发生了改变(从品行优秀变成了品行卑劣),必须认为是银原子的状态发生了改变(从z方向自旋向上变成了自旋向下),我们才能解释上面的实验现象。

也就是说,不管你愿不愿意相信,你都必须接受“银原子在z方向上的自旋状态确实发生了改变”这一事实,这样两次测量结果才会不一样。而这是经典力学绝对不相信的,所以,经典力学无法解释施特恩-格拉赫实验。