双缝干涉实验,应该算得上是人类有史以来,第一次在科学实验中遇到的“超自然现象”,正所谓“外行看门道,内行看热闹”,普通人看这个诡异实验大概只能用“玄乎”来形容,因为与实验相关的每个字都认识,但又被绕的云里雾里看不懂到底是怎么回事。
实际上,早在1678年的时候,胡克就预言了光的偏振性,以及这里说到的干涉现象,因为 “光波动理论”就是在这个时期被正式发表出来,只不过托马斯·杨在1807年通过衍射实验证明了这个理论,相当于胡可当时的预言被照进了现实。
而双缝干涉延迟实验又是由约翰·惠勒在1979年提出的一个构想,他是爱因斯坦的曾经的同事,而这个实验被提出的时机就是爱因斯坦100周年诞辰的时候。正是“电子的决定可以被延迟,选择通过几条缝隙可在实际通过双缝屏幕之后才做出决定”这个说法震惊了当时的学术界。
也就是说,当我们在观测这个宇宙世界的时候,该行为本身就已经参与了这个创造过程,宇宙的变化因为某种“延迟”使其在被观察之后才最终确定。当年双缝干涉延迟实验的确震惊了整个学术界,但是,并没有真的引起科学家们恐慌。其实,震惊还有另一个更直观的心理映射,那就是大多数人根本不相信这个说法。
即便是到了现在,这也是更多普通大众的心态,在实验的过程中,虽然感觉的确是一条光路上还没有发生的事实,竟然会被另一条明明更晚发生的事实所决定。但是,更多人认为,这个实验不过是证明了光子也会因为“纠缠状态”而“选择”波动性是否消失,以及其量子状态是否立刻坍缩。
实际上,当其中一条光路做出选择的时候,同时也就决定了另一条光路的结果是什么。也就是说,这个看似诡异的实验结果,与其说是延迟,不如说是选择,延迟不过是实验过程为观察者制造了一种幻觉,单光路实验时干涉条纹因为观察消失并不恐怖,而双缝后的灯泡没有显示干涉条纹就更不足为奇。
其实,光到底是波,还是粒子,可以说是物理学界的一大争议问题,而“粒子派”和“波派”这场没有硝烟的战争持续了上百年。前者的观点认为,粒子就像是一颗颗光滑无比的小球,当你的手电筒打开的时候,就好比是无数个光子朝着远方射出,而爱因斯坦、牛顿和普朗克这些伟大的科学家都有相关实验证明了这一点,即:光就是一种粒子。
而后者的观点则认为:光可以比喻成石头在河面激起的水波一般,而经典的光学现象干涉、偏振和衍射都可以从这个观点来进行证实,并且,赫兹、惠更斯等科学界都通过诸多权威实验证实了光就是一种电磁波。然而,在物理学界,粒子和波,似乎是完全不同的两种事物,波最大的特征是具有连续性,并且可以向四周发射形成整个空间的传播;而粒子已经是最小的划分单位,要么直线前进,要么静止的呆在一个固定的位置。
后来,在描述物理行为的时候,终于有了波粒二象性(微观粒子的基本属性之一),意思是粒子或量子能够用波和粒子来同时进行描述,而光就具有粒子和波的双重属性。而双缝干涉实验从某种程度来说,其实就在印证光到底是波,还是粒子。只不过实验结果让大家都意外了,因为屏幕上的团并没有按照科学家们预期的那样显现,似乎所谓的“摄像头”决定了这场物理实验的结果?