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如何理解量子力學的延遲實驗

“延遲實驗”是由愛因斯坦的同事約翰·惠勒提出的。

1979年為紀念愛因斯坦誕辰100周年而在普林斯頓召開了壹場討論會,會上約翰·惠勒提出了“延遲實驗”的構想,惠勒通過壹個戲劇化的思維實驗指出,對電子的雙縫幹涉進行了進壹步思考,並指出我們可以“延遲”電子的決定,使得它在已經實際通過了雙縫屏幕之後,再來選擇究竟是通過了壹條縫還是兩條。此種說法震驚當時的學術界。

實驗的基本思路是,用塗著半鍍銀的反射鏡來代替雙縫。壹個光子有壹半可能

通過反射鏡,壹半可能被反射,這是壹個量子隨機過程,跟它選擇雙縫還是單縫本質上是壹樣的。把反射鏡和光子入射途徑擺成45度角,那麽它壹半可能直飛,另壹半可能被反射成90度角。但是,我們可以通過另外的全反射鏡,把這兩條分開的岔路再交匯到壹起。在終點觀察光子飛來的方向,我們可以確定它究竟是沿著哪壹條道路飛來的。

但是,我們也可以在終點處再插入壹塊呈45度角的半鍍銀反射鏡,這又會造成光子的自我幹涉。如果我們仔細安排位相,我們完全可以使得在壹個方向上的光子呈反相而相互抵消,而在壹個確定的方向輸出。這樣的話我們每次都得到壹個確定的結果(就像每次都得到壹個特定的幹涉條紋壹樣),根據量子派的說法,此時光子必定同時沿著兩條途徑而來!

總而言之,如果我們不在終點處插入半反射鏡,光子就沿著某壹條道路而來,反之它就同時經過兩條道路。問題是,是不是要在終點處插入半透鏡,這可 以在光子實際通過了第壹塊反射鏡,已經快要到達終點時才決定。我們可以在事情發生後再來決定它應該怎樣發生!如果說我們是這出好戲的導演的話,那麽我們的光子在其中究竟扮演了什麽角色,這可以等電影拍完以後再由我們決定!

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