颠倒因果的“惠勒猫”——1月28日科学史上的今天

2018-01-28作者:科学π工作室, 编著编辑:书问阅读


1978年1月28日,著名的美国物理学家约翰·惠勒所撰写的《量子理论基础》一书面世,在这部书里,惠勒提出了一个著名的假想实验——“延迟选择实验”。


后来,惠勒对实验做了详细的描述:一个光子经过一块半透半反分光片A,要么反射,要么透射,是随机的;如果发生反射,检测器D1将发声;如果发生透射,则检测器D2将发声;结果检测器D1和D2的轮流发声显示了光子的粒子性;若在两条传播路径的交叉处,再放一个半透半反分光片B,则一条路线因相干加强而检测器D2发声,另一条路线因相干消弱而检测器D1不发声,似乎光子在分光片A处分成了两半,而光子不可分,只能意味着光子表现出了波动性。


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解释到这里,惠勒提出了一个严肃的问题:放入B和不放入B,是人在以什么方式进行测量。这个实验证明,光子显示粒子性还是波动性,取决于我们以什么方式进行观察。这个解释恰恰印证了玻尔的“互补性原理”。


更诡异的是,光子经过A时,它表现为粒子性还是波动性似乎取决于B是否存在。但是光子透过A或从A反射,是发生在放置B之前的事,这个“前面的事”似乎受到了后来放置B的干扰,也就是说,光子在A处有什么行为时,就已经预知后来在B处要发生的事了。这不仅说明微观粒子“在任何一处的行为”都对实验有着“整体的认识”,还对“后果”要发生什么有着“预知性”,这不是咄咄怪事吗?由于这一假想实验与薛定谔“猫”同样怪异,有人又把惠勒的“延迟选择实验”戏称为“惠勒猫”。



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作者科学π工作室 编著
出版清华大学出版社
定价99元
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