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颠覆因果关系的量子延迟实验,你被震撼了吗

颠覆因果关系的量子延迟实验,你被震撼了吗

颠覆因果关系的量子延迟实验,你被震撼了吗

量子延迟实验缘起于量子力学中令人毛骨悚然的电子双缝干涉实验。电子双缝干涉实验是这样的:发射电子通过双缝并在屏幕上成像。当人们不对电子进行观察时,单个电子神秘地同时通过双缝形成干涉条纹;而当人们试图对电子如何通过双缝进行观察时,电子神秘地坍缩为一个粒子,从而造成干涉条纹的消失。在这个实验中,电子似乎能神奇地躲避人们对其过双缝行为的观测,其直接结论就是:人的意识会影响观测对象的行为,促使观测对象选择成为多种叠加状态中的一种。从此,意识开始进入主流科学领域。在量子力学主流的哥本哈根学派中,意识具有崇高的地位,成为该学派的核心思想。

意识竟然会影响客观对象的呈现状态。这个结论太有颠覆性了,难道客观规律都不存在了吗?不要说一般人接受不了,伟大的科学家也接受不了。反对派的旗帜人物就是伟大的爱因斯坦。他甚至无奈地喊出:难道月亮只有在我们回头望的时候才存在吗?为此,爱因斯坦与波尔进行了长达几十年的争论。甚至,在爱因斯坦去世后,这一派仍不遗余力地捍卫客观规律的神圣地位。

在爱因斯坦诞辰一百周年的纪念大会上,他当年的助手惠勒沿着爱因斯坦的思路提出了一个天才的思想实验。试图利用因果律打破哥本哈根学派对量子力学的解释。这个实验就是量子延迟实验。实验对电子双缝干涉实验进行了改进,并用光子替代了电子。

实验首先假设哥本哈根学派的“意识”理论是正确的。实验是这样设计的:发出一个光子,在其行进路线上设置一个半透镜,那么光子会叠加地同时沿两条路径前进。再将两路光线会合。如果不选择观测,则光子会在屏幕上打出一个点。如果再加入一面半透镜,即人的“意识”选择观测,则会在屏幕上打出干涉条纹。

到这里,一切都是按根本哈根学派的理论完美推演。这时真正精彩的内容来了。惠勒据此提出矛盾:加入第二面半透镜的行为是人的意识可以随意控制的。如果在光子即将作为粒子打在屏幕前的一刹那,人突然加入半透镜,那么也会形成干涉条纹,但这意味着光子作为粒子通过前一面半透镜的历史发生了改变。此话一出,全场惊愕。历史竟然可以改变!已经穿透镜面的光子,可以等待人们的决定后再“延迟”选择如何穿透镜面。人的“意识”可以决定客观事物的历史原因。这已经完全颠覆了千百年来牢不可破的因果律,原因怎么能反过来由结果决定呢,历史又怎么能由未来决定呢?爱因斯坦一派据此猛烈地攻击了哥本哈根学派。

哥本哈根学派一时陷入窘境。此时波尔已经作古,但他的弟子门人仍然利用他的理论和思想作着顽强抵抗,坚称在人的意识作出选择之前,光子的历史并无意义。双方一时旗鼓相当、争执不下。

前面说过,惠勒提出的只是思想实验,纯粹是逻辑推理。令人激动的是,大约五年后,人们真的在实验室里做出了量子延迟实验。一切都按惠勒的设计完美地进行,人们精确地在光子通过了第一面半透镜即将打到屏幕前突然加入了又一面半透镜。人们紧张地等待着结果,神奇的现象出现了,屏幕上果然打出了干涉条纹,意味着人们当下的做法真的决定了光子过去的行为。一切都颠倒了。哥本哈根学派又一次取得了胜利。原本为驳斥该学派而设计的实验,反而成了该学派最有力的支撑之一。“意识”在量子力学中的地位更加牢不可破。

如果说电子的双缝干涉实验只是证明了意识可以造成客观对象状态的坍缩,而量子延迟实验则颠覆了人们千百年来坚信不疑的因果律。这个理论实在太具有震撼力和冲击力了。这时,人们再回顾当年波尔的话:任何一种基本量子现象只在其被记录之后才是一种现象。人们才发现,这句话的含义竟然那么深刻。

沿着这种思路,这些稀奇古怪的现象说明了什么。这说明,宇宙的历史,可以在它实际发生后才被决定究竟是怎样发生的!在薛定谔的猫实验里,如果我们也能设计某种延迟实验,我们就能在实验结束后再来决定猫是死是活,比如我们可以在2点钟这个“未来”去实际决定猫在1点钟的死活!

这样一来,宇宙本身由一个有意识的观测者创造出来也不是什么不可能的事情。虽然宇宙的行为在道理上讲已经演化了几百亿年,但某种“延迟”使得它直到被一个高级生物所观察才成为确定。我们的观测行为本身参予了宇宙的创造过程!这就是所谓的“参予性宇宙”模型。宇宙本身没有一个确定的答案,而其中的意识参予了这个谜题答案的构建本身!

一切都是那么神奇。这就是量子力学的魅力,当你试图打破它的神秘性,并作出种种努力后,最终却发现不断有更加神秘的现象在等着你。

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