第两百八十章 宇宙(四)-《这个吞金兽不好养》


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    那么保留定域性,放弃实在性呢?这种选择是痛苦的,大多数人并不表态,也许是默认?

    因为这似乎是唯一的选择。

    的确,这就是目前对量子状态的一种主流看法,量子处在多种可能性的迭加态。

    当我们进行观测行为的时候,几率波函数塌缩,一种状态被决定下来。至于这究竟是怎么发生的,没有太多人去探究。这个领域像个黑洞,我们只能猜测,真相是什么,谁也说不清。

    如果说阿斯派克特实验让人们还保留一些经典世界定域性的希望,那么下一个实验——延迟选择实验将彻底摧毁人们的这最后一点希望。

    延迟选择实验是美联邦理论物理学家惠勒在1979年提出的一个思想实验,这个实验的基本思路是,用涂着半镀银的反射镜来代替双缝。

    一个光子电子也是一样有一半可能通过反射镜,一半可能被反射,这是一个量子随机过程。

    把反射镜和光子入射途径摆成45度角,那么它一半可能直飞,另一半可能被反射成90度角。

    但是,我们可以通过另外的全反射镜,把这两条分开的岔路再交汇到一起。

    在终点观察光子飞来的方向,我们可以确定它究竟是沿着哪一条道路飞来的,如果检测器1在响,说明光子经由直飞的adb线路传播过来,如果检测器2在响,说明光子经由反射的acb线路传播过来。

    但是,我们也可以在终点b处再插入一块呈45度角的半镀银反射镜,这样,两束光线将重新组合,这会引起波的干涉效应,于是,进入1和2的光束强度分别与两束光在组合点处的相对位相有关。

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    这些位相能通过调整光程长度而改变。特别地,可能这样安排位相,使得互相干涉导致进入1的光强为零,100%的光进入2。

    按照保留定域性的量子理论观点,如果不插入第二块半镀银镜b,那么光子经由确定的线路acb或者线路adb传播,最终在检测器1或检测器2处得到光子的信号。

    如果插入第二块半镀银镜b,我们观测手段发生改变,光子立即以量子迭加态同时经两条线路穿过b并发生干涉。

    总之,如果我们不在终点处插入半反射镜,光子就沿着某一条道路而来,反之它就同时经过两条道路。现在,关键点是第二块半镀银镜b插入还是不插入,这个决定可以延迟作出,直到一个确定的光子已经快要到达终点时才决定。

    这样,可以在事情发生后再来决定它应该怎样发生!

    这是与定域性直接相违背的。

    在提出这个设想五年后,马里兰大学的卡洛尔.阿雷和其同事做了延迟实验,验证了惠勒的这一设想。

    与此同时慕尼黑大学也作出了类似结果。

    延迟选择实验甚至在宇宙尺度上也具有可操作性。1979年月29日,瓦尔希等人用2.1米光学望远镜发现了一对相距5.7角秒的类星体0957±561a,b。它们的亮度差不多。等级均为17等,光谱中有相同的发射谱系,谱线的宽度和强度相同。

    它们曾被认为是两个不同的类星体。二者分开的视角是6弧秒。

    现已证明:二者实际上是一个类星体由于引力透镜原理所成的两个像。

    而这个双像成为在地球上进行宇宙尺度的延迟选择实验的天然光源。

    惠勒提出了一个实验装置,将望远镜分别对准两个类星体像,利用光导纤维调整光程差,并将光子引入实验装置,就可以完成星际规模的延迟选择实验。也就是说,我们是否插入第二块半镀银镜b,将决定上亿光年前就已发出的光的路线,物理世界的定域性在此被推翻。

    有意思的是,引力透镜现象是爱因斯坦广义相对论所预言的一种现象,引力透镜现象的存在是广义相对论的一个直接验证,而基于引力透镜的延迟选择实验却直接否定了相对论的基础,即光速为物理世界的最大速度。
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