颠覆认知的量子实验,现在可以影响过去,我们该如何理解宇宙?

在民间有这样一句话:遇事不决,量子力学,量子力学就像是一个从影视剧里走出来的绝世高手,可以飞檐走壁可以上天入地,但是量子力学的这种能力在现代社会是那么格格不入,你见过真正会轻功的人吗?他可以在天上飞来飞去。你见过可以在水上漂的人吗?他可以在水面上来去自如。这些在我们现代人的眼里都是不可能,就如量子力学刚出现的时候,尤其是在哥本哈根派对量子力学一番诠释之后,让爱因斯坦等一种老牌物理学家大为恼火。

在哥本哈根派对量子一次次诠释中,爱因斯坦等一众科学家也在和哥本哈根派持续地在较量着,最经典的就是爱因斯坦等三位科学家提出的思维实验量子纠缠,以及薛定谔提出用来嘲讽量子力学的“薛定谔的猫”思维实验。当然最后的结果大家都应该很清楚了,量子力学一次次的站稳脚跟,发展成为和相对论比肩的的物理学支柱。

今天就要来说一下这个颠覆因果关系的量子力学双缝干涉延迟实验,关键的两个字是“延迟”!

1、先来介绍光的双缝干涉实验

光的干涉实验在高中的物理课上就已经学习过了,这个实验最早由托马斯·杨完成,这是一位涉猎广范的巨匠,既是医生又是物理学家。实验过程也很简单光源发射出光线通过两条缝隙,之后在后边的屏幕上出现一系列明、暗交替的条纹,这个实验在证明光的波动说,光是电磁波就会出现干涉条纹。

这只是从宏观角度上来看很好理解,但是当量子力学介入进来,再去从微观角度看待这个问题的时候,你就会第一次发现比较诡异的事情。根据量子力学光可以看成一份份的能量也就是光子,那么单个的光子是通过哪条缝隙?

这个问题就像是平地起惊雷一样,因为真的很难去回答。两条缝隙这个光子是如何去选择通过哪一条的哪?光子又没有意识。当大家都很费解的时候有人站了出来,以丹麦物理学家玻尔为首的哥本哈根学派对这个问题给出了答案:光子既不是通过左缝,也不是通过右缝,而是同时通过了左缝和右缝。

无法想象这个问题吧!光子怎么可能同时通过两条缝隙?还有更加神奇的事,当科学家们验证观测光子到底通过哪条缝隙的时候,忽然发现干涉条纹消失了,光子就像是有意识一样,你一观测我我就不干涉了!哥本哈根派提出了他们的理论,不确定性原理,当对量子进行观测它们的状态会发生坍塌的。

2、双缝干涉延迟实验

这个实验是爱因斯坦的同时约翰·惠勒,在纪念爱因斯坦诞辰100周年的一场讨论会上提出来的,是在双缝干涉实验的基础上完成的。简单理解就是让电子通过双缝屏幕之后,再来选择它究竟是通过了一条缝还是两条。

按照量子力学的说法激光源发出光子后经过P半透镜同时从两个线路而来,最后经过两个全反射镜发生干涉现象。在A和B反射镜出加入探测器,当在确定光子已经通过A和B反射镜后,再去决定是否在结尾处加入探测器,这就导致了一个结果:我们现在的行为或者决定导致了过去的事情发生变化。

3、结论

那我们现在所看到的宇宙是真实的样子吗?还是因为我们的观测行为存在,对过去产生了影响,才导致宇宙是我们目前所看到的模样。

量子力学中的延迟实验貌似打破了经典世界中的客观因果关系,虽然量子力学一次次地刷新我们的认知,但从理论上、实验上来看量子力学目前还是正确的。