20世纪和雙縫實驗

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20世纪和雙縫實驗之间的区别

20世纪 vs. 雙縫實驗

1901年1月1日至2000年12月31日的这一段期间被称为20世纪。該世紀最初屬於「不列顛治世」後期，是工業革命大爆發的年代，識字率大量提升，科學研究一日千里，人類學會了製造航天器與各種電器、開發出了各種新材料等，徹底顛覆了人類的生活。該世紀有全球战争与军事对峙（两次世界大战、冷战）；此外，共产主义与资本主义的对立影响人们深远，并却促使后者在经济与社会上多重的修正与省思，最終取得了勝利；该世纪的殖民主义也曾发展到极致，却在1960年代后因為美蘇的介入迅速瓦解，然而殖民地獨立後的矛盾卻讓戰爭遍佈。環境因為人類過度開發造成全球暖化與生態滅絕、臭氧層破壞等，也促進了環保主義的發展，帶動了新世紀文化。資本驅動傳媒技術的普及，引領了現代大眾文化的形成，形成了與傳統價值觀截然不同的景象，宗教也逐漸式微。 二十世紀初，由英法為首的20多個新帝國主義領導著全世界，1914年，新興的德意志帝國由於不滿自身地位而挑戰大英帝國，發動第一次世界大戰。在一戰結束後的1921年，根據巴黎和會託管德國殖民地而達到領土面積最大時期，成為了世界歷史上面積最大、跨度最廣的國家。由於帝國的領土、屬土遍及包括南極洲在內的七大洲、五大洋，有「英國的太陽永遠不會落下」的說法，所以被形容為繼西班牙帝國之後的第二個「日不落帝國」。到20世紀中期，隨着全球民族主義運動的興起，與英國日漸式微的國力，日本等軸心國企圖在世界建立新秩序，導致二次大戰爆發，歐洲的破壞造成大英帝國與歐洲殖民國家逐漸瓦解，但该世纪广布欧洲的民族主义风潮传到亚洲、非洲与大洋洲，導致戰後民族革命獨立的風氣，大量第三世界新國家出現。殖民地資本主義的不公造成社會主義國家陸續獨立，引發了美蘇強權的代理人戰爭直到世紀末，經濟的重心也由歐洲向西邊轉移至美洲與東亞。而知识爆炸與教育的系統化普及，则使前所未有的人們能接受知识，讓民主制度被廣泛採用，并质疑与检讨各学科的发展和研究与更好的生活品质，部分华人迁到北美与东南亚、澳洲，许多土耳其与北非地区人民移居西欧，歐洲則通過歐盟整合為一，不少的西班牙裔透过合法或非法的方式进入美国。这些人口的流动打破过去以种族划分的地理概念，這場全球化使得國界變得模糊，却也造成许多工业国家内部的社会问题。文化衝突使得恐怖主义在全球盛行，尤其透过网路等资讯媒体，造成美国与小数其他西方国家的恐慌，并使下个世纪初蒙上恐惧的阴影。. 在量子力學裏，雙縫實驗（double-slit experiment）是一種演示光子或電子等等微觀物體的波動性與粒子性的實驗。雙縫實驗是一種「雙路徑實驗」。在這種更廣義的實驗裏，微觀物體可以同時通過兩條路徑或通過其中任意一條路徑，從初始點抵達最終點。這兩條路徑的程差促使描述微觀物體物理行為的量子態發生相移，因此產生干涉現象。另一種常見的雙路徑實驗是马赫-曾德尔干涉仪實驗。 雙縫實驗的基本儀器設置很簡單，如右圖所示，將像激光一類的相干光束照射於一塊刻有兩條狹縫的不透明板，通過狹縫的光束，會抵達照相膠片或某種探測屏，從記錄於照相膠片或某種探測屏的輻照度數據，可以分析光的物理性質。光的波動性使得通過兩條狹縫的光束相互干涉，形成了顯示於探測屏的明亮條紋和暗淡條紋相間的圖樣，明亮條紋是相長干涉區域，暗淡條紋是相消干涉區域，這就是雙縫實驗著名的干涉圖樣。 在古典力學裏，雙縫實驗又稱為「楊氏雙縫實驗」，或「楊氏實驗」、「楊氏雙狹縫干涉實驗」，專門演示光波的干涉行為，是因物理學者托馬斯·楊而命名。假若，光束是以粒子的形式從光源移動至探測屏，抵達探測屏任意位置的粒子數目，應該等於之前通過左狹縫的粒子數量與之前通過右狹縫的粒子數量的總和。根據定域性原理（principle of locality），關閉左狹縫不應該影響粒子通過右狹縫的行為，反之亦然，因此，在探測屏的任意位置，兩條狹縫都不關閉的輻照度應該等於只關閉左狹縫後的輻照度與只關閉右狹縫後的輻照度的總和。但是，當兩條狹縫都不關閉時，結果並不是這樣，探測屏的某些區域會比較明亮，某些區域會比較暗淡，這種圖樣只能用光波動說的相長干涉和相消干涉來解釋，而不是用光微粒說的簡單數量相加法。 雙縫實驗也可以用來檢試像中子、原子等等微觀物體的物理行為，雖然使用的儀器不同，仍舊會得到類似的結果。每一個單獨微觀物體都離散地撞擊到探測屏，撞擊位置無法被預測，演示出整個過程的機率性，累積很多撞擊事件後，總體又顯示出干涉圖樣，演示微觀物體的波動性。 2013年，一個檢試分子物理行為的雙縫實驗，成功演示出含有810個原子、質量約為10000amu的分子也具有波動性。 理查德·費曼在著作《費曼物理學講義》裏表示，雙縫實驗所展示出的量子現象不可能、絕對不可能以任何古典方式來解釋，它包含了量子力學的核心思想。事實上，它包含了量子力學唯一的奧秘。透過雙縫實驗，可以觀察到量子世界的奧秘。.

阿尔伯特·爱因斯坦

阿尔伯特·爱因斯坦，或譯亞伯特·爱因斯坦（Albert Einstein，），猶太裔理論物理學家，创立了現代物理學的兩大支柱之一的相对论，也是質能等價公式（）的發現者。他在科學哲學領域頗具影響力。因為“對理論物理的貢獻，特別是發現了光電效應的原理”，他榮獲1921年諾貝爾物理學獎。這發現為量子理論的建立踏出了關鍵性的一步。 愛因斯坦在職業生涯早期就發覺經典力學與電磁場無法相互共存，因而發展出狹義相對論。他又發現，相對論原理可以延伸至重力場的建模。從研究出來的一些重力理論，他於1915年發表了廣義相對論。他持續研究統計力學與量子理論，導致他給出粒子論與對於分子運動的解釋。在1917年，愛因斯坦應用廣義相對論來建立大尺度結構宇宙的模型。 阿道夫·希特勒於1933年開始掌權成為德國總理之時，愛因斯坦正在走訪美國。由於愛因斯坦是猶太裔人，所以儘管身為普魯士科學院教授，亦沒有返回德國。1940年，他定居美國，隨後成為美國公民。在第二次世界大戰前夕，他在一封寫給當時美國總統富蘭克林·羅斯福的信裏署名，信內提到德國可能發展出一種新式且深具威力的炸彈，因此建議美國也盡早進行相關研究，美國因此開啟了曼哈頓計劃。愛因斯坦支持增強同盟國的武力，但譴責將當時新發現的核裂变用於武器用途的想法，後來愛因斯坦與英國哲學家伯特蘭·羅素共同簽署《羅素—愛因斯坦宣言》，強調核武器的危險性。 愛因斯坦總共發表了300多篇科學論文和150篇非科學作品。愛因斯坦被誉为是“現代物理学之父”及20世紀世界最重要科學家之一。他卓越和原創性的科學成就使得“愛因斯坦”一詞成為“天才”的同義詞。.

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量子力学

量子力学（quantum mechanics）是物理學的分支，主要描写微观的事物，与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱，许多物理学理论和科学，如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的學科，都是以其为基础。 19世紀末，人們發現舊有的經典理論無法解釋微观系统，於是經由物理學家的努力，在20世紀初創立量子力学，解釋了這些現象。量子力學從根本上改變人類對物質結構及其相互作用的理解。除透过广义相对论描写的引力外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述（量子场论）。 愛因斯坦可能是在科學文獻中最先給出術語「量子力學」的物理學者。.

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激光

雷射（LASER），中國大陸譯成激--光，在港澳台又音譯为镭--射或雷--射，是“通过受激辐射产生的光放大”（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）的缩写，指通过刺激原子导致电子跃迁释放辐射能量而产生的具有同調性的增强光子束，其特点包括发散度极小，亮度（功率）可以达到很高等。產生激光需要“激發來源”，“增益介質”，“共振结构”這三個要素。.

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