新浪科技訊 北京時(shí)間6月5日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，當(dāng)我們沒有進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，宇宙就不存在。這句話來源于量子力學(xué)中的一個(gè)著名理論，認(rèn)為一個(gè)粒子在過去的表現(xiàn)取決于我們的觀測(cè)結(jié)果。
科學(xué)家近日通過一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，證明了這一理論在原子尺度上的正確性。根據(jù)量子力學(xué)定律，“外在世界”與我們自己的主觀感受之間的界限是很模糊的。當(dāng)物理學(xué)家觀察原子或光子時(shí)，他們的觀測(cè)結(jié)果將取決于實(shí)驗(yàn)方式。
為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，澳大利亞國(guó)立大學(xué)(Australian National University)的物理學(xué)家們近日開展了知名的約翰·惠勒延遲選擇實(shí)驗(yàn)(John Wheeler''s delayed-choice thought experiment)。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包含一個(gè)移動(dòng)的物體，該物體既可以選擇表現(xiàn)為粒子的形式，又可以表現(xiàn)為波的形式。而惠勒試驗(yàn)提出的問題是——該物體要在什么時(shí)刻決定表現(xiàn)為其中的某一種形式呢？
常識(shí)認(rèn)為，物體要么表現(xiàn)為粒子形式，要么表現(xiàn)為波的形式，和我們觀測(cè)的方式無關(guān)。但量子力學(xué)認(rèn)為，觀察到的物體究竟表現(xiàn)為粒子形式還是波的形式，僅僅取決于該物體到達(dá)終點(diǎn)時(shí)我們觀測(cè)的方式。而這也正是這支澳大利亞的研究團(tuán)隊(duì)得到的結(jié)果。
“我們的實(shí)驗(yàn)證明，觀測(cè)方式?jīng)Q定了一切。在量子水平上，如果你不看著它的話，現(xiàn)實(shí)的確是不存在的?！备苯淌诎驳卖敗ぬ佤斔箍继?Andrew Truscott)說道。雖然看上去很奇怪，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果確實(shí)證明了量子理論的有效性。
量子理論主宰著微觀世界，并成為了許多科技得以發(fā)展的根基，如LED，激光和電腦芯片等。澳大利亞國(guó)立大學(xué)的研究者們沒有采納惠勒實(shí)驗(yàn)最初的設(shè)想，即使用由鏡子彈回的光束，而是使用了由激光粉碎的原子。
“將量子物理中對(duì)干涉的預(yù)測(cè)應(yīng)用到光上似乎有點(diǎn)奇怪，因?yàn)楣饪瓷先ジ癫?，”博士生羅曼·卡基莫夫(Roman Khakimov)說道，“但原子是一種更加復(fù)雜的東西，有自己的質(zhì)量，還會(huì)和電場(chǎng)產(chǎn)生反應(yīng)等等，如果用原子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的話，就更奇怪了。”
特魯斯考特教授的研究團(tuán)隊(duì)先是捕獲了一些氦原子，使其處于懸浮狀態(tài)，名為玻色-愛因斯坦冷凝物，然后將它們噴射出去，直到只剩下一個(gè)氦原子為止。然后讓這個(gè)氦原子下落，通過兩道排成柵欄狀的激光束。這有點(diǎn)類似于現(xiàn)實(shí)中的柵欄，可以將光線分割開，起到了十字路口的作用。
接著，實(shí)驗(yàn)人員會(huì)隨機(jī)放置一道光柵，用來將原子路徑重新組合在一起。放置光柵之后，實(shí)驗(yàn)人員可以觀察到相長(zhǎng)干涉或相消干涉，就好像這個(gè)原子選擇了兩條路徑一樣。
而如果沒有放置第二道光柵，實(shí)驗(yàn)人員便觀察不到任何干涉，就好像原子只走了其中的一條路徑。然而，只有當(dāng)原子通過第一道“十字路口”之后，決定是否放置第二道光柵的隨機(jī)數(shù)才會(huì)確定下來。
特魯斯考特表示，如果你相信原子只選擇了其中一條路徑，或者相信原子選擇了兩條路徑，那么你就不得不接受這樣的說法，即在未來的觀測(cè)方式會(huì)影響到原子過去的狀態(tài)?！霸硬⒉皇侵苯訌腁移動(dòng)到B的。無論原子表現(xiàn)出波的特性還是粒子的特性，只有在終點(diǎn)處進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，它的選擇才會(huì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)?！?葉子)
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