人們都認(rèn)為，我們?nèi)缃竦氖澜缡怯蛇^去的世界演化發(fā)展而成的，是經(jīng)歷了無數(shù)的歷史事件之后的結(jié)果。這是我們所看到的事實(shí)，這也符合因果論。但現(xiàn)在有個(gè)實(shí)驗(yàn)告訴我們一個(gè)看似很荒唐的結(jié)論：我的現(xiàn)在的行為可以對過去產(chǎn)生影響！
延遲選擇實(shí)驗(yàn)是美國理論物理學(xué)家惠勒（John. A. Wheeler，1911－）在1979年提出的一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，它把哥本哈根學(xué)派的思想推倒了極端。
延遲選擇實(shí)驗(yàn)是對玻爾—愛因斯坦辯論中曾討論過的分光實(shí)驗(yàn)的推廣，而分光實(shí)驗(yàn)，又是量子雙縫實(shí)驗(yàn)的一個(gè)變形。
1 楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)：光的實(shí)在性
光的雙縫實(shí)驗(yàn)是托馬斯·楊（Thomas Young）在1801設(shè)計(jì)的，初為雙孔，后改為雙縫。實(shí)驗(yàn)非常簡單，在光源和接收屏之間放一個(gè)上面刻有兩個(gè)平行狹縫的隔板，結(jié)果在接收屏上出現(xiàn)了光的干涉條紋。
牛頓把光解釋為粒子，給它賦予一個(gè)實(shí)在性更強(qiáng)的本性。在當(dāng)時(shí)的物理學(xué)看來，粒子是物質(zhì)實(shí)體，而波只是物質(zhì)的運(yùn)動方式，其本身不具有實(shí)在性。但，楊氏實(shí)驗(yàn)則證明光是一種波，取消了光的實(shí)在性。
1905年，愛因斯坦的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)及其光量子理論，又復(fù)活了光的粒子說。1924年，德布羅意提出波粒二象性。1927年，電子的晶體衍射實(shí)驗(yàn)證明電子確實(shí)具有波動性。波和粒子這兩種物質(zhì)形態(tài)現(xiàn)在成為一個(gè)統(tǒng)一的物質(zhì)實(shí)在的兩種表象。雙縫實(shí)驗(yàn)也可以用電子進(jìn)行。同樣，如果我們把光強(qiáng)減弱，使得從光源處發(fā)出的光不是一束光波，而是一個(gè)個(gè)光子，其結(jié)果類似于一個(gè)個(gè)電子的情形。
將實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)一步改造，光子將呈現(xiàn)出更為詭秘的性質(zhì)。
?。?）讓光子一個(gè)個(gè)地發(fā)出，在前一個(gè)光子打在屏上之后，再讓后一個(gè)光子發(fā)出。少量光子將在屏上形成隨機(jī)分布的圖案。隨著光子的增多，屏上逐漸顯示出與光子流（光波）的情形相同的干涉條紋來。
對此，可能的解釋是：
①將要發(fā)出的光子能夠與已經(jīng)打在屏上的光子發(fā)生干涉。但是這意味著一個(gè)尚未發(fā)生的事件能夠與已經(jīng)結(jié)束的事件發(fā)生作用，違反時(shí)間因果律。所以有②，每個(gè)光子都和自己干涉。這意味著每個(gè)光子自身都同時(shí)經(jīng)過兩個(gè)狹縫。則必須假設(shè)，光子是以波的形態(tài)通過狹縫的，故能與自己干涉。在打到屏上之前，又變成一個(gè)粒子，隨機(jī)落到屏上某點(diǎn)。而這個(gè)隨機(jī)點(diǎn)又遵從某種幾率分布，使得大量光子呈現(xiàn)出干涉條紋。這種讓一個(gè)光子同時(shí)走兩條路的解釋在宏觀世界是不可能的。
（2）仍然讓光子逐一發(fā)出，但是將雙縫中的一個(gè)遮擋起來。少量光子仍然隨機(jī)分布，而大批光子則呈現(xiàn)出單縫的衍射條紋。需要強(qiáng)調(diào)的是，兩個(gè)單縫衍射條紋的簡單疊加并不等于雙縫的干涉條紋。即，光子有兩種不同的運(yùn)動規(guī)跡，單縫時(shí)衍射，雙縫時(shí)干涉。問題是，單個(gè)的光子怎么知道前面是單縫還是雙縫，從而做出運(yùn)行規(guī)跡的選擇？
一個(gè)可能的解釋是：①光子具有某種智能，它知道前面是單縫還是雙縫。這顯然不是一個(gè)物理學(xué)的解釋。于是有②，每個(gè)光子都以波的狀態(tài)通過縫隙，不論是單縫還是雙縫。如果是雙縫，就和自己干涉，如果是單縫，就自己衍射。但是這個(gè)解釋仍然沒有解釋：光子怎么知道前面是單縫還是雙縫。
2 延遲選擇實(shí)驗(yàn)： 分光實(shí)驗(yàn)
愛因斯坦借用麥克爾遜—莫雷的光行差實(shí)驗(yàn)裝置，把雙縫實(shí)驗(yàn)變成了分光實(shí)驗(yàn)，二者的物理意義是相同的。實(shí)驗(yàn)裝置見圖。
圖中，光子從光源I1發(fā)出，遇到一個(gè)鍍銀的半透鏡BS1，按經(jīng)典理論，則光波分成兩半，各占50%。如果按量子力學(xué)分析，則光子反射和透射的幾率各占一半，整個(gè)系統(tǒng)的波函數(shù)是兩者的疊加。分成兩半的光波或幾率各半的光子經(jīng)M1、M2兩個(gè)反射鏡反射，在I2處匯聚。在此，有兩種方案。
其一：如圖，在I2處放置兩個(gè)方向的光子探測器D1、D2，不要圖中的半透鏡BS2。則如D1響，表明光子來自M1，如D2響，表明光子來自M2。探測器每響一次，完成一次測量。按照經(jīng)典理論，我們相信這個(gè)光子在測量之前就已經(jīng)存在，光子或反射，經(jīng)M1到達(dá)I2處；或透射，經(jīng)M2到達(dá)I2處。在某一個(gè)確定的時(shí)刻，光子必然處于某一條軌道的某一個(gè)位置上。但是我們不知道它究竟在哪個(gè)軌道上。需要通過測量進(jìn)行反推。
其二：如圖，在兩探測器之前放置另一個(gè)半透鏡BS2，來自M1或M2的光子再次一半透射，一半反射，并在此干涉。調(diào)整光程差，可以使達(dá)到探測器D1的干涉光因反相而相消，此探測器將不會接收到任何光子信號；同樣方法可使達(dá)到探測器D2的干涉光同相而相加，只要光源發(fā)出光子，則必被此探測器接收。這樣，每次測量都會表明光子是同時(shí)經(jīng)過兩條路線到達(dá)I2處的。因?yàn)橹挥羞@樣才會有干涉現(xiàn)象發(fā)生。
在此，放還是不放第二塊半透鏡BS2，相當(dāng)于在雙縫實(shí)驗(yàn)中打開還是遮擋另一個(gè)狹縫，但更加簡明。
如果不放第二塊半透鏡BS2，測量結(jié)果會表明，光子只是走過其中一條路線M1或M2到達(dá)I2處。
如果放置第二塊半透鏡BS2，測量結(jié)果會表明，光子同時(shí)走過兩條路線M1與M2到達(dá)I2處，并發(fā)生干涉。
3. 延遲選擇：還原論與整體論解釋
愛因斯坦認(rèn)為，一個(gè)光子不可能既能只走一條路線，又能同時(shí)走兩條路線。這表明量子論是自相矛盾的。玻爾用其互補(bǔ)原理進(jìn)行解釋，認(rèn)為兩者并不矛盾，因?yàn)檫@是兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)，而關(guān)鍵的是不可能同時(shí)做兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。
于是，放還是不放第二塊半透鏡BS2，會影響光子路線的選擇。即，我們的測量方式對被測量的事件產(chǎn)生了不可挽回的影響。 雖然聽上去古怪，但這卻是哥本哈根派的一個(gè)正統(tǒng)推論！惠勒后來引玻爾的話說， “任何一種基本量子現(xiàn)象只在其被記錄之后才是一種現(xiàn)象”，我們是在光子上路之前還是途中來做出決定，這在量子實(shí)驗(yàn)中是沒有區(qū)別的。 歷史不是確定和實(shí)在的——除非它已經(jīng)被記錄下來。 更精確地說，光子在通過第一塊透鏡到我們插入第二塊透鏡這之間“到底”在哪里，是個(gè)什么，是一個(gè)無意義的問題，我們沒有權(quán)利去談?wù)撍?/span>它不是一個(gè)“客觀真實(shí)”！
惠勒關(guān)于延遲選擇實(shí)驗(yàn)的突破：
1979年，在普林斯頓紀(jì)念愛因斯坦誕辰100周年的專題討論會上，惠勒正式提出了延遲選擇的思想：即當(dāng)光子已經(jīng)通過M1、M2之后再決定是否放置半透鏡BS2。如果放，我們可以說光子同時(shí)走過兩條路；如果不放，則只走一條。這樣就導(dǎo)致了一個(gè)怪異的結(jié)論：觀察者現(xiàn)在的行為決定了光子過去的路線。
這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)并沒有限制實(shí)驗(yàn)室的尺度，M1、M2兩條路線原則上可以無窮長，幾米、幾千米乃至幾億光年都不會影響最后的結(jié)論。觀察者現(xiàn)在的行為所決定的過去可能是非常遙遠(yuǎn)的過去，甚至遠(yuǎn)到人類還沒有誕生的宇宙早期。
更嚴(yán)重的危機(jī)出現(xiàn)了?，F(xiàn)在已經(jīng)不僅是光子究竟走哪一條路，能不能知道走哪一條路的問題；甚至基本的因果性時(shí)間順序也遭到了挑戰(zhàn)。
在惠勒的構(gòu)想提出5年后，馬里蘭大學(xué)的卡洛爾?阿雷（Carroll O Alley）和其同事當(dāng)真做了一個(gè)延遲實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果真的證明，我們何時(shí)選擇光子的“模式”，這對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果是無影響的，和玻爾預(yù)言的一樣，和愛因斯坦的相反！與此同時(shí)慕尼黑大學(xué)的一個(gè)小組也作出了類似的結(jié)果。
4.這稀奇古怪的事情說明了什么
這說明，宇宙的歷史，可以在它實(shí)際發(fā)生后才被決定究竟是怎樣發(fā)生的！這樣一來，宇宙本身由一個(gè)有意識的觀測者創(chuàng)造出來也不是什么不可能的事情。雖然宇宙的行為在道理上講已經(jīng)演化了幾百億年，但某種“延遲”使得它直到被一個(gè)高級生物所觀察才成為確定。我們的觀測行為本身參予了宇宙的創(chuàng)造過程！這就是所謂的“參予性宇宙”模型（The Prticipatory Universe）。宇宙本身沒有一個(gè)確定的答案，而其中的生物參予了這個(gè)謎題答案的構(gòu)建本身！
現(xiàn)代量子力學(xué)的發(fā)現(xiàn)說明物質(zhì)很難以獨(dú)立存在于觀測之外。這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)說明一個(gè)粒子在空間中走過的路徑竟然會由最后的觀測來決定，按理說客觀存在的粒子走過的路徑在觀測之前已經(jīng)是客觀存在、不可更改的。至今物理學(xué)界對此也沒有令人滿意的答案?；堇詹┦客砟陼r(shí)說的一些話表明他對物質(zhì)的客觀實(shí)在性也非常懷疑。實(shí)際上，“任何一種基本量子現(xiàn)象只在其被記錄（觀測）之后才是一種現(xiàn)象”，量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一玻爾說，“而在觀察發(fā)生之前，沒有任何物理量是客觀實(shí)在的”。也就是說，觀察創(chuàng)造了全部的實(shí)相。現(xiàn)在，惠勒延遲選擇實(shí)驗(yàn)在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步的說明，觀察不但創(chuàng)造了實(shí)相，而且還可以在事情發(fā)生之后再逆時(shí)間地創(chuàng)造實(shí)相。關(guān)于客觀實(shí)在絕對性的世界觀的徹底失敗，詳見自然界違背貝爾不等式的阿斯派克特實(shí)驗(yàn)。
值得一提的是，關(guān)于時(shí)間，愛因斯坦創(chuàng)立相對論時(shí)也有一個(gè)著名的結(jié)論，“過去、現(xiàn)在、將來的區(qū)別，只是一種幻覺，不管人們怎么堅(jiān)持這種區(qū)別也沒有用”。
不過，相對論強(qiáng)調(diào)的是我們對時(shí)間的幻覺，而量子力學(xué)的結(jié)論更加普遍，那就是一切實(shí)相都是幻覺。
后記
編者（阿源）注：
我們的現(xiàn)在可以由未來決定。當(dāng)你想要考第一名的時(shí)候，你必然要付出同樣的努力。當(dāng)你想去北京，那么現(xiàn)在就要著手去北京的方法。
從到達(dá)北京后的自己看過去的自己，過去的趕路中的自己由已經(jīng)達(dá)成的事實(shí)決定。這樣一來，過去又由現(xiàn)在決定了。
那么，未來能不能決定過去呢？
下不了結(jié)論。但可以參考系統(tǒng)論知識，以啟發(fā)。
過去的錯誤經(jīng)驗(yàn)（包括正確經(jīng)驗(yàn)）決定了未來的注定結(jié)果。
未來的結(jié)果狀態(tài)，又決定了過去必然的經(jīng)歷。
非平衡態(tài)的系統(tǒng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)耗散結(jié)構(gòu)要經(jīng)歷一個(gè)復(fù)雜的過程。
（詳見 系統(tǒng)論 標(biāo)準(zhǔn)耗散結(jié)構(gòu) ）
簡要論述是：
現(xiàn)在的自己，處于不斷的試錯當(dāng)中。
以標(biāo)準(zhǔn)耗散結(jié)構(gòu)（有序）為成功。
1.現(xiàn)在（無序度高），在積累錯誤經(jīng)驗(yàn)同時(shí)，探索實(shí)現(xiàn)增加負(fù)熵的辦法，逐漸向未來的成功（標(biāo)準(zhǔn)耗散結(jié)構(gòu)）彼岸奔去。
2.現(xiàn)在（系統(tǒng)完美），系統(tǒng)接下來的運(yùn)行過程中不斷出現(xiàn)失誤，逐漸向混亂狀態(tài)（熵值增加）奔去。而混亂以后，原系統(tǒng)崩潰，重新建造新系統(tǒng)，系統(tǒng)再次走向有序。
3.反過來看，未來的混亂是現(xiàn)在的有序（完美）造成的。而現(xiàn)在的完美又是由過去的丑陋（無序）導(dǎo)致的。這樣看來
4.是先有因后有果，還是先有果后有因？
如果將未來的果當(dāng)做因，可不可以認(rèn)為現(xiàn)在與過去發(fā)生的一切都是未來這個(gè)因?qū)е碌模磕敲催^去豈不是果？
請大家思考。
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