这个实验让爱因斯坦质疑世界的真实性,无数学者相信平行宇宙存在( 四 )



和之前的实验一样 , 光子一个一个的发射出来 , 探测摄像头开启 , 标记光子要么沿着蓝色路径 , 被探测摄像头D1捕捉到 。 要么沿着红色路径 , 被探测摄像头D2捕捉到 。
信号光子也知道我们在追踪它的分身 , 所以屏幕上不会出现干涉条纹 。

接下来有意思的事情出现了 , 如果我们在两条路径的交汇处添加一个半反半透镜 , 那么标记光子就有50%的概率沿原路穿过透镜 , 也有50%的概率被反射到另外一个路径 。
也就是说这个半反半透镜把我们原本已经捕捉到的路径信息给擦除掉了 。 不出所料 , 屏幕上干涉条纹再次显现 。

但这里的重点是 , 标记光子的路径设计的要比信号光子的路径长得多 。 有时候信号光子已经投射到了屏幕上 , 可标记光子可能还没有到达半反半透镜 。
但这并不妨碍它们准确判断 , 我们究竟是要观察它们的路径信息 , 还是要擦除它们的路径信息 。
如果你觉得这个实验难以理解 , 打个形象的比喻 。 信号光子就像是收到了来自未来的标记光子的信息 , 要么说:喂!他们没有在观察我们 , 放心波动吧 。 或者是:嘿!他们在看我们呢 , 乖乖做个粒子吧!

这样的实验结果不但用科学理论难以解释 , 就算搬出来玄学都不好自圆其说 。
此时的托马斯.杨可能正在坟墓里悄悄叹息说 , 哎 , 我好端端的一个实验让你们瞎升级 , 现在都捣鼓蒙了吧?
物理学家们纷纷感到几百年来苦心经营的科学体系正在逐步崩塌 。 但其实量子魔法时代的大幕这才刚刚拉开 。
薛定谔的猫
20世纪初 , 丹麦首都哥本哈根 , 一个年轻的足球门将 , 在比赛途中 , 不专心守门 , 却倚在门柱边思考数学问题 。
比赛结束后 , 教练发现门柱上被写满了各种公式 , 一气之下 , 把这位主力门将踢到后补去了 。 这位门将便是后来著名的丹麦物理学家尼尔斯·玻尔(Niels Bohr) 。

玻尔从小就是俗称的“别人家的孩子” , 26岁博士毕业 , 29岁当教授 , 37岁获得诺贝尔物理学奖 。
在运动方面还天赋异禀 , 甚至在他获得诺奖时 , 丹麦当地报纸采用的标题都是《著名足球运动员尼尔斯·玻尔被授予诺贝尔奖》 。

1920年 , 玻尔一心筹建的哥本哈根理论物理研究所 , 也就是玻尔研究所 , 终于落成 。 研究所刚刚建成不久 , 便吸引了无数青年才俊 。
海森堡(Werner Heisenberg)、狄拉克(Paul Dirac)、泡利(Wolfgang Pauli)、朗道(Lev Landau)等世界知名物理学家都曾来到这里进行学术研究 。

在双缝干涉实验不断诡异升级的同时 , 以玻尔和海森堡为代表的的哥本哈根学派对量子世界进行了总结 , 提出了至今也被量子力学教课书标榜为“正统理论”的哥本哈根诠释 。
哥本哈根诠释为量子系统里的量子行为做出了一个精简又易懂的解释 , 它包含了几个主要内容:
第一 ,与宏观世界不同 , 在量子世界里 , 一切事物 , 原子、电子、光子可以同时处于不同的叠加状态 , 各种可能性并存 。 就比如说双缝干涉实验中的光子 , 是波同时也是粒子 。

第二 ,叠加态是不可能被精准测量的 。 量子系统中 , 一个粒子的位置和动量无法同时被确定 , 位置测量的越精确 , 动量就模糊 。
这就是量子力学中的“测不准原理”或者叫“不确定原理” 。 这个“测不准”并不因为目前科技还不发达 , 仪器精度还不够 , 而是由量子世界的本质所决定的 。
第三 ,虽然量子世界的一切事物都处于叠加的状态 , 但作为观察者的我们是不可能看到不同状态并存的粒子的 。
所以在观察这个动作之后 , 叠加态就会「坍缩」为一个确定无疑的结果 。 至于会「坍缩」为叠加态中的哪个态 , 是一个概率问题 。
如此一来 , 双缝干涉实验这个灵异故事似乎就有了一个完美的解释 。 可是哥本哈根诠释却无法说服以爱因斯坦和薛定谔为代表另一波物理界大咖们 。

1927 年第五届索尔维国际研究会上 , 爱因斯坦始终无法接受这种基于概率性和不确定性的量子理论 , 为了反驳玻尔 , 他说出了那句著名的话:玻尔 , 上帝不掷骰子!
玻尔也毫不客气的回怼过去:爱因斯坦 , 别去指挥上帝应该怎么做!

这场研究会绝对称的上是前无古人后无来者的物理学盛宴 , 参会的 29 人中有 17 人获得了诺贝尔物理学奖 。

爱因斯坦扛着相对论大旗 , 玻尔高举他的“氢原子模型” , 海森堡和他的同窗好友泡利形影不离 , 两人分别握着“不确定原理”和“不相容原理” , 薛定谔挎着他的“方程” , 身后还藏了一只不死不活的“猫” 。 后来有人将这场研究会形象的比喻成“神仙打架” 。

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