延迟选择?神奇的双缝干涉实验 人们都认为,我们如今的世界是由过去的世界演化发展而成的,是经历了无数的历史事件之后的结果。这是我们所看到的事实,这也符合因果论。但现在有个实验告诉我们一个看似很荒唐的结论:我的现在的行为可以对过去产生影响! 延迟选择实验是美国理论物理学家惠勒(John. A. Wheeler,1911-)在 1979年提出的一个思想实验,它把哥本哈根学派的思想推倒了极端。 延迟选择实验是对玻尔—爱因斯坦辩论中曾讨论过的分光实验的推广,而分光实验,又是量子双缝实验的一个变形。 1 杨氏双缝实验:光的实在性 光的双缝实验是托马斯·杨(Thomas Young)在 1801设计的,初为双孔,后改为双缝。实验非常简单,在光源和接收屏之间放一个上面刻有两个平行狭缝的隔板,结果在接收屏上出现了光的干涉条纹。 牛顿把光解释为粒子,给它赋予一个实在性更强的本性。在当时的物理学看来,粒子是物质实体,而波只是物质的运动方式,其本身不具有实在性。但,杨氏实验则证明光是一种波,取消了光的实在性。 1905年,爱因斯坦的光电效应实验及其光量子理论,又复活了光的粒子说。1924年,德布罗意提出波粒二象性。1927年,电子的晶体衍射实验证明电子确实具有波动性。波和粒子这两种物质形态现在成为一个统一的物质实在的两种表象。双缝实验也可以用电子进行。同样,如果我们把光强减弱,使得从光源处发出的光不是一束光波,而是一个个光子,其结果类似于一个个电子的情形。 将实验条件进一步改造,光子将呈现出更为诡秘的性质。 (1)让光子一个个地发出,在前一个光子打在屏上之后,再让后一个光子发出。少量光子将在屏上形成随机分布的图案。随着光子的增多,屏上逐渐显示出与光子流(光波)的情形相同的干涉条纹来。 对此,可能的解释是:①将要发出的光子能够与已经打在屏上的光子发生干涉。但是这意味着一个尚未发生的事件能够与已经结束的事件发生作用,违反时间因果律。所以有②,每个光子都和自己干涉。这意味着每个光子自身都同时经过两个狭缝。则必须假设,光子是以波的形态通过狭缝的,故能与自己干涉。在打到屏上之前,又变成一个粒子,随机落到屏上某点。而这个随机点又遵从某种几率分布,使得大量光子呈现出干涉条纹。这种让一个光子同时走两条路的解释在宏观世界是不可能的。 (2)仍然让光子逐一发出,但是将双缝中的一个遮挡起来。少量光子仍然随机分布,而大批光子则呈现出单缝的衍射条纹。需要强调的是...