物理学中有趣的实验是双缝干涉实验,它证明了光具有波粒二象性;更有趣的实验是单粒子双缝干涉实验,它表明:物体在产生与探测的奇怪过渡间,可能并不是明确存在的,甚至不是真正的粒子,我们无法得知其确定位置和路径,直到我们去观察探测从而导致波函数塌缩后;最有趣的实验便是单粒子双峰干涉实验的延伸实验——延迟选择实验了,因为这个实验不但神奇,简直就是神秘,不可思议,无法理解,它能颠覆我们对整个世界的认识,甚至打破我们所认为的因果律。

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延迟选择实验的目的就是为了检测确定单个粒子究竟通过的是哪一个缝隙而进行的一种变换实验,是物理学史上最著名也最神秘无法理解的一种实验。

实验原理是这样的:实验中使用一种特殊的晶体,这种晶体可以接收一个光子并将其转化为两个性质完全一样的孪生光量子,它们的物理特性完全一样。晶体被安放于双缝后以便接收穿过任何缝隙的光子并转化为相干的孪生光子对。每对中的一个光子发射向屏幕用以产生干涉条纹,另一个则用来研究原光子来自哪条缝隙。当探测器A亮起时说明原光子是从A缝隙穿过的,当探测器B亮起时说明原光子是从B缝隙穿过的。当一系列原光子发射向两个缝隙时,只要我们去观察是A探测器亮起还是B探测器亮起,在屏幕上都不能形成干涉条纹,而只有一堆杂乱无章的光子。似乎只要我们想获得原光子来路的信息,就会影响到光子穿过双缝时本应表现出来的相干性。

更为神奇有趣的是,如果使通过晶体转化成的两个孪生光子中的一个先抵达屏幕,然后再让另一个孪生光子抵达A或B探测器的话,我们首先会看到屏幕上的干涉条纹,但当我们再将目光转移到A或B探测器,想根据延迟抵达的另一个孪生光子获得原先光子通过的是哪一条缝隙的信息时,这时再去观察屏幕会发现:屏幕上本来已经形成了干涉条纹的明暗相间图案又变成了杂乱无章的光子堆,这是什么原理呢?事情已经发生了,却还可以被改变,难道因果律是错误的吗?

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为了彻底弄清楚隐藏的秘密,物理学家在探测器A和B的后面又添加了光子擦除器C和D,以用来销毁有关光子来路的任何信息。将A和B之间的全反射镜换成了镀有一半水银的分光镜,允许50%的光子透过,另50%被反射。这样透过分光镜的光子最终会被擦除器C和D销毁擦除。当观察C或D亮起时,说明已经不再知道光子来自哪条缝隙的信息,这时再去观察屏幕的话,会发现屏幕上又重新出现了干涉条纹。

这下可把物理界的学者们困住了:怎么可能?已经发生的事情还能再被改变?太神奇了,太不可思议了!最后,他们实在无法理解,更是想不通为什么「现在可以改变过去已经发生的事情」的原理,然后「量子纠缠」的物理词汇就诞生了。或许,借此能让学者们的心里稍微安慰一些,内心底能够暂时平缓一下,否则会把他们彻底击垮的,物理学的整个世界也会因此而崩塌的,想想就让人惶恐不安,不是吗?所以,他们不得不给自己吃不是定心丸的定心丸,假装自己的心已经平定了下来。

如果现在不但可以影响到未来,还可以改变过去已经发生的事情,也就是说可以逆反因果律,那么人类的一切认知,不管是对宇宙的认知,还是对大自然规律的认知,抑或对我们自己本身的认知,都要重新被思考、审视、对待。可能从一开始,我们所学习了解的物理定律,对世界的认知规律就是错误的。

记得曾经有一位伟大的预言家说过一句话:未来是新知识的天下,势必由新的一代人去引领开拓。

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