本系列文章預(yù)計(jì)會有30個章節(jié)，這套文獻(xiàn)將系統(tǒng)的講述物理學(xué)本身，今天是第三季第11篇
昨天我們談了“量子糾纏”，量子糾纏告訴我們“波函數(shù)”有超越空間的感知能力，就像你左鞋和右鞋之間的關(guān)系，無論兩者距離有多遠(yuǎn)，一只鞋出現(xiàn)變化，另外一只相繼會迅速相應(yīng)變化。
今天我們談?wù)?，量子力學(xué)中的延遲選擇證明了波函數(shù)有超越時間的感知能力。
量子力學(xué)中確實(shí)有很多專業(yè)詞匯，其實(shí)我們并不需要刻意了解它們，我們只需要把他們當(dāng)作黑箱即可，而我們真正要學(xué)習(xí)的是量力學(xué)中奇妙的現(xiàn)象以及哲人的思想。
還記得嗎，我們開篇講過，20世紀(jì)初的時候，人們一直在思考一個問題，那就是，光到底是粒子還是波。為了找到真相，所以決定做一個實(shí)驗(yàn)，而這個實(shí)驗(yàn)就是經(jīng)典的托馬斯楊的“雙縫干涉實(shí)驗(yàn)”。
實(shí)驗(yàn)的過程如下：
我們先做一個理論假設(shè)：
用一個發(fā)射光子的機(jī)槍對準(zhǔn)雙縫發(fā)射，假如光束是由粒子組成，那么當(dāng)光穿過雙縫時會留下兩道杠。因?yàn)閮蓚€縫隙一邊一個，肯定是兩道杠。
但如果光是由波組成的，那么屏幕會形成干涉條紋，這個水波穿過縫隙形成的干涉條紋一樣（波峰與波峰之間強(qiáng)度疊加，波峰波谷之間正反抵消，最終會在屏幕會形成斑馬線一樣的干涉條紋）
好，我們開始做實(shí)驗(yàn).
第一次實(shí)驗(yàn)把光子槍對準(zhǔn)雙縫發(fā)射，結(jié)果是標(biāo)準(zhǔn)的斑馬線（干涉條紋），那證明光是波。
第二次實(shí)驗(yàn)把光子槍改為點(diǎn)射模式，每次只打一個光子，但是經(jīng)過一段時間的積累之后，會出現(xiàn)干涉條紋。
等等，這個問題有點(diǎn)嚴(yán)重，明明兩個縫隙只有一個縫隙有光子，那么為什么會有干涉條紋呢？
難道是光子與自己干涉了嗎？
這就是量子力學(xué)中的第一個定律——疊加態(tài)原理。
第三次實(shí)驗(yàn)，在屏幕前加入兩個探測器，在兩個縫的左右一邊一個。用來查看光子是從哪個縫隙過去的。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，光子確實(shí)只有從左邊縫隙或者右邊縫隙單一通過。
可奇怪的是，當(dāng)一段時間積累之后，屏幕上卻留下了兩道杠。這又表明光是粒子。
為什么用探測器觀測了，就由斑馬線變成了兩道杠了呢？
這就是量子力學(xué)中的第二個定律——觀察者原理，也就是當(dāng)你觀測就會引起疊加態(tài)的坍縮。
而這個問題正好讓愛因斯坦提出了“光量子假說”也就是“波粒二象性”即光既是粒子，又是波。
光在傳播的時候是波，在測量的時候是粒子，注意波粒二象性只是性質(zhì)不是本質(zhì)。
到這里為止，所有的疑問貌似可以解釋，不就是觀察的時候光就是粒子，不觀察的時候就是波。
但幾十年后，發(fā)生了一件讓整個經(jīng)典物理學(xué)動搖的事情，那就是1979年惠勒提出的延遲選擇實(shí)驗(yàn)。
他們繼續(xù)重復(fù)原來的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，只是這次只有屏幕沒有攝像頭，而他們測量的手段就是計(jì)算好光子快要到屏幕的時間，然后在快要到屏幕的瞬間加上探測器，結(jié)果無論探測器速度有多快，只要加上屏幕上一定是兩道杠。
反之，如果在一開始有探測器，在光子快要到屏幕的瞬間撤掉，哪怕在最后一刻撤掉，屏幕上一定是斑馬線。
但是探測設(shè)備是在光子穿過縫隙之后才對光子造成的影響，但卻能影響光子穿過縫隙時的狀態(tài)。
理論上，穿過前是因，被探測后是果，經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，因能決定果。
但是在這個實(shí)驗(yàn)中，果卻能決定因。
難道在微觀世界中，未來能改變過去嗎？
惠勒說，咱們設(shè)想有一個距離地球十億光年的星系，它的星光被愛因斯坦引力透鏡給分成了兩束，各自到達(dá)地球。這就好像是一個楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)。
如果我們單獨(dú)看其中一束星光，那個星光就是作為粒子走過來的；如果我們弄個分束器把兩束星光合成在一起，那些光子就是作為波走過來的，對吧？
可是這豈不是說，我們現(xiàn)在要不要上分束器的這個選擇，決定了光子十億年前離開星系時候，要做波還是要做粒子？難道就取決于我們？
好，今天先談到這里！
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