量子物理再得一分。
這一次一群來自意大利的物理學(xué)家在超長的空間尺度上驗證了惠勒的延遲選擇實驗，將上一次的實驗記錄144公里，擴(kuò)大到現(xiàn)在的3500公里。
或許讀者已經(jīng)不會對結(jié)論感到驚訝：似乎微觀粒子的行為取決于有意識的存在如何觀測它。哪怕如此長的距離，稀奇古怪的量子力學(xué)也不肯給我們混亂的大腦放個假。不過為了說清楚由來，還是讓我們從頭來捋一捋，什么是量子的延遲選擇。
當(dāng)量子物理學(xué)還處于萌芽階段時，物理學(xué)世界中最聰明的頭腦越來越傾向于使用高深的數(shù)學(xué)概念，來解釋他們觀察到的現(xiàn)象。
量子力學(xué)與數(shù)學(xué)一樣抽象復(fù)雜、晦澀深刻。有些人——像愛因斯坦——認(rèn)為概率是暫時的，有一天會有更加完善的物理定律被發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而可以完整地描述量子的狀態(tài)。另一方面，尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)則認(rèn)為量子力學(xué)已經(jīng)是完整的，只是我們的大腦存有偏見，總試圖想象“可能性”只是現(xiàn)實的一個小部分，而不是現(xiàn)實本身。
回到現(xiàn)代物理學(xué)史上最重要的實驗，就是所謂的電子的雙縫干涉實驗。當(dāng)我們控制每次只發(fā)射一個電子的時候，依然會產(chǎn)生干涉的現(xiàn)象。因此得到結(jié)論，一個電子同時通過了兩個縫隙。進(jìn)一步說明電子這時候是以波的形式運(yùn)動。
實驗的時候，我們在兩個縫隙處各按照一個記錄儀器，嘗試記錄下電子通過時的情景。結(jié)果，我們將發(fā)現(xiàn)，只有一個儀器會有電子通過的記錄。按照經(jīng)典的量子理論解釋，觀測導(dǎo)致了波函數(shù)的坍塌，這時候電子是以實體粒子的方式運(yùn)動，因此每次只能通過一條縫隙。如果安裝了探測通過路徑儀器，但是卻讓儀器處于關(guān)閉的狀態(tài)，那電子依然會以波的形式，產(chǎn)生干涉。
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?；堇照f，電子好像未卜先知，從剛一離開發(fā)射器的時候，就事先知道前面有探測它行進(jìn)路徑的儀器，所以就從波形態(tài)轉(zhuǎn)變成粒子形態(tài)。既然如此，要是我們經(jīng)過巧妙設(shè)計將觀測儀器放到雙縫的后面的位置，然后等電子離開雙縫一段時間之后，再決定是否打開儀器，來記錄電子的路徑。這樣電子之前是以粒子狀態(tài)通過了一條小縫，還是以波的形態(tài)通過雙縫，完全取決之后我們?nèi)绾芜x擇——開或關(guān)閉記錄儀器。
雖然聽上去古怪，但這卻是哥本哈根派的一個正統(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，這在量子實驗中是沒有區(qū)別的。歷史不是確定和實在的——除非它已經(jīng)被記錄下來。
惠勒是愛因斯坦的同事、理查德·費(fèi)曼的導(dǎo)師、最有名的物理思想家之一(提出萬物皆是信息的思想)、最早使用黑洞這一名詞稱呼“黑洞”的物理學(xué)家。
在惠勒提出構(gòu)想5年后，馬里蘭大學(xué)的Carroll O Alley和其同事當(dāng)真做了一個延遲實驗，其結(jié)果證明，我們何時選擇光子的“模式”，這對于實驗結(jié)果是無影響的；與此同時慕尼黑大學(xué)的一個小組也作出了類似的結(jié)果。
在這個最新版本中，研究人員使用意大利航天局的馬泰拉激光測距天文臺(MLRO)的裝置分割了一束激光脈沖，因此光子可以采取較短的路徑，或者以更復(fù)雜的繞遠(yuǎn)的方式前進(jìn)。激光通過的距離：從地面到外層衛(wèi)星，再反射會地面。該實驗就像最開始說的，再一次驗證了事后的選擇，決定了光子之前的行為。
這樣稀奇古怪的事情說明了什么呢？
在最狂熱的假說里，宇宙本身由一個有意識的觀測者創(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，但一直處于某種不確定的混沌之中，無限的過去并存。直到某個可能存在的宇宙里，出現(xiàn)了某個有意識的存在，向星空深處凝望，方才確定了宇宙的形態(tài)與歷史。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 Participatory Universe)。宇宙本身沒有一個確定的答案，而其中的生物參予了這個謎題答案的構(gòu)建本身！
偉大的愛因斯坦，當(dāng)初最無法接受一點(diǎn)就是“我們選擇了這個宇宙，因為這個宇宙之前創(chuàng)造了我們”這一可怕的循環(huán)邏輯。
抱歉了，愛因斯坦先生。Can't win 'EM all。
實驗的更多細(xì)節(jié)發(fā)表在《科學(xué)前沿》(Science Advances)上。
為了解釋清楚，幾乎完全沒使用原文；部分內(nèi)容參考了維基百科和百度百科。
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