前面我們談到,，量子力學(xué)為了保證其自身的不確定性，不惜使用難以理解的“波函數(shù)坍塌”方式,，來避免我們?nèi)ヌ綔y(cè)它,；更不惜去違背數(shù)學(xué)上強(qiáng)有力的貝爾不等式，來破解愛因斯坦的EPR佯謬,；在這節(jié)當(dāng)中,，量子力學(xué)繼續(xù)展露它的鋒芒，逐步擊垮你心目中的現(xiàn)實(shí),，然后重塑你的世界觀。

3,、延遲選擇：量子力學(xué)的關(guān)聯(lián)性,，強(qiáng)到真的可以破環(huán)因果論,？

量子力學(xué)強(qiáng)大到可以違背貝爾不等式，如果止于這里,，那么你就太小看量子力學(xué)了,，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，量子力學(xué)繼續(xù)展示它的力量,，甚至違背我們從未懷疑過的常識(shí)——前因后果論,。

1979年，在紀(jì)念愛因斯坦誕辰100周年時(shí),，在愛因斯坦工作過的普林斯頓召開了一個(gè)討論會(huì),。會(huì)議上，物理學(xué)家約翰惠勒（John Wheeler）提出了一個(gè)令人吃驚的構(gòu)想,，也就是“延遲選擇實(shí)驗(yàn)”,。

延遲選擇實(shí)驗(yàn)示意圖

實(shí)驗(yàn)思路：用半鍍銀的反射鏡代替雙縫，光子槍每次發(fā)射一個(gè)光子,，每個(gè)光子有50%的可能性通過反射鏡,，另外50%的可能性被反射，這是一個(gè)量子隨機(jī)過程,，與它選擇雙縫單縫本質(zhì)上是一樣的,。把反射鏡和光子入射途徑擺成45度角，那么它一半可能直飛,，另一半可能被反射成90度角,。在另外的全反射鏡，把這兩條分開的光路匯到一起,。同時(shí)在終點(diǎn)處插入一塊呈45度角的半鍍銀反射鏡,，如果我們仔細(xì)安排位相，我們完全可以使得在一個(gè)方向上的光子呈反相而相互抵消,，而只在另外一個(gè)方向輸出,。

我們看實(shí)驗(yàn)結(jié)果前，先來討論一下,，如果是發(fā)射光子速,，那么這是實(shí)驗(yàn)就變成了兩束光干涉，沒有特別的異常,，但是我們現(xiàn)在是一個(gè)個(gè)發(fā)射光子,。

根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)，光子只能走一條路,，具體走哪條路,，由第一塊半透鏡的量子隨機(jī)性來決定，一切都沒有問題。然后我們一個(gè)個(gè)發(fā)射光子,，單個(gè)光子由于沒有產(chǎn)生干涉的對(duì)象,，所以只能在最后相聚的兩個(gè)方向上，各自形成一個(gè)光點(diǎn),，看似是很自然,，也無懈可擊的推論。

再來看量子力學(xué)哥本哈根詮釋的解釋,，第一個(gè)半透鏡的量子隨機(jī)性,，會(huì)造成每個(gè)光子在兩條路上行徑的疊加，換句話說,，此時(shí)每個(gè)光子必定同時(shí)沿著兩條途徑而來,，在終點(diǎn)進(jìn)行自我干涉，干涉方程會(huì)告訴每個(gè)光子落在干涉圖樣上每個(gè)點(diǎn)的概率,，所以就算我們發(fā)射單個(gè)光子,，最后還是會(huì)在單個(gè)方向上形成干涉圖樣，另外一個(gè)方向干涉相消（這里不是說光子落在屏幕上相消,，而是光子根本不會(huì)出現(xiàn)在相消一側(cè),，這是有區(qū)別的，前者雖然光子消失但是留下的能量轉(zhuǎn)化為其他形式,，后者是所有光子能量根本到達(dá)不了這一側(cè)）,。

好了，經(jīng)典物理學(xué)和量子力學(xué)得到了截然不同的結(jié)果,，實(shí)驗(yàn)結(jié)果到底會(huì)怎么樣呢,？

過了5年，科學(xué)家真做了這個(gè)實(shí)驗(yàn),，實(shí)驗(yàn)結(jié)果毫無疑問站在了量子力學(xué)的一邊,，科學(xué)家們對(duì)量子力學(xué)的怪異已經(jīng)習(xí)以為常了，實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合哥本哈根詮釋的預(yù)言,，一旦我們?cè)谥型纠锰綔y(cè)器,，檢測(cè)光子到底走了哪條路，實(shí)驗(yàn)結(jié)果立馬回到經(jīng)典物理學(xué),。

聽起來怪神秘的,，一個(gè)光子分身同時(shí)走了兩條路，最后在終點(diǎn)處造成自我干涉,，沒錯(cuò),，就是這樣的，這就是量子力學(xué)的解釋,，這就是哥本哈根學(xué)詮釋必然的結(jié)果,。但是有的人可能會(huì)想：這也沒什么啊,，就算光子同時(shí)走了兩條路徑，也沒什么大不了,，量子力學(xué)是禁止我們同時(shí)在兩條路上檢測(cè)到到光子的,，因?yàn)槲覀円坏┰诘诙瓷溏R后面加入光子檢測(cè)器，根據(jù)波函數(shù)坍塌原理可知,，此時(shí)光子的波動(dòng)性將會(huì)消失，和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)一樣,，并沒有什么矛盾,。

其實(shí)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的精妙之處還沒開始,，繼續(xù)我們的實(shí)驗(yàn),，我們可以在光子槍發(fā)射的光子通過第一個(gè)半透鏡之后，再人為決定是否放置光子探測(cè)器,，此時(shí)光子無論是隨機(jī)經(jīng)過哪一條路徑而來,，還是同時(shí)經(jīng)過兩條路徑而來，光子都已經(jīng)做了選擇,，這時(shí)候我們?cè)偃シ胖霉庾犹綔y(cè)器,，這時(shí)候還會(huì)發(fā)生干涉嗎？我們會(huì)在兩條路上檢測(cè)到同一光子的兩個(gè)分身嗎,？

實(shí)驗(yàn)結(jié)果,，毫無疑問地再次支持量子力學(xué)，一旦我們放置光子探測(cè)器,，干涉就消失,，光子只會(huì)選擇一條路徑而來，具體哪一條路徑由第一塊半透鏡隨機(jī)決定,，無論你的光子探測(cè)器在什么時(shí)間放置,，都不影響量子力學(xué)先前預(yù)言的結(jié)果。

有人會(huì)想,，或許光子沒有同時(shí)通過兩條路,，光子始終只走了一條路，只是另外一條路影響了它,！這是個(gè)很好的詮釋,，如果這樣解釋，那么將造成一個(gè)更嚴(yán)重的問題——如果光子如果只走了一條路,，那么它是如何知道另外一條路的存在的,，它是如何知道另外一條路的光程（如果它不知道光程，就無法干涉）,，單個(gè)光子落到其中一個(gè)屏幕上,，那么我們就確定了它走哪條路,，如果我們只改變另外一條路的光程，那么干涉圖樣必定有變化,，可是單個(gè)光子只走了讓它干涉方向的路,，另外一條路如果它沒走，它怎么知道如何改變相位差呢,？這似乎也讓人更難以接受,，是的！除了接受哥本哈根詮釋之外,，我們目前似乎沒有更好的解釋,。

從因果關(guān)系看來，光子選擇通過一條路徑,，還是選擇同時(shí)經(jīng)過兩條路徑,，居然可以是在它做出選擇之后，我們?cè)贈(zèng)Q定是否放置探測(cè)器時(shí)再進(jìn)行選擇,，這完全破壞了前因后果論,，光子在未來是否被檢測(cè)居然可以決定它之前的選擇。

如果我們止于這里,，那么你就再次太小看了量子力學(xué),，如果你仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)過程,，并未對(duì)這個(gè)顛倒的因果時(shí)間間隔做限制,，我們可以利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)，用未來任何時(shí)候的“因”,；來決定我們現(xiàn)在這個(gè)時(shí)刻的“果”,，有人肯定在想，是不是可以讓未來的我,，告訴我明天的雙色球號(hào)碼,。。,。嘿嘿（夢(mèng)想還是要有的,，萬一哪天實(shí)現(xiàn)了呢！）

引力透鏡

大家自己去想想難點(diǎn)在哪吧,！不過我們可以設(shè)計(jì)這么一個(gè)實(shí)驗(yàn),，比如利用引力透鏡效應(yīng)，十億光年外的光到達(dá)地球進(jìn)行干涉,，按照延遲選擇實(shí)驗(yàn)思路,，我們可以經(jīng)過巧妙的設(shè)計(jì)，讓我們現(xiàn)在做的事,，決定這個(gè)光子,，在十億年前選擇走哪條路線,，是不是覺得不可思議，現(xiàn)在的我們居然可以改變十億年前的事,。

這個(gè)實(shí)驗(yàn),，聽起來很科幻，是不是哪里出了問題,，我們換個(gè)角度,，按照主流理論——宇宙大爆炸理論（存在爭(zhēng)議），在137億年前,，宇宙所有物質(zhì)能量都是聚在一起的,，也就是說宇宙的一切，在大爆炸初都是關(guān)聯(lián)在一起的,，無論現(xiàn)在相聚多遠(yuǎn)，至少曾經(jīng)“在一起”過,，或許正是因?yàn)檫@樣,，這種關(guān)聯(lián)一直保持到現(xiàn)在，大爆炸的初始狀態(tài)已經(jīng)決定了今后的一切…………別??！這不是回到了決定論嗎，NO,。NO,。NO。,。,。這只是一個(gè)腦洞大開的想法而已，大家不用緊張,，目前沒有任何實(shí)驗(yàn)支持這點(diǎn),，所以我們選擇無視吧！

但是物理問題居然上升到哲學(xué)話題了,，這讓唯物主義者,，似乎有點(diǎn)難受，如果在這里你只是難受,，那么下面一個(gè)實(shí)驗(yàn),，將會(huì)讓你“病得不輕”。

4,、薛定諤的貓：存在或者不存在,，這是關(guān)鍵所在！

“薛定諤的貓”是由奧地利物理學(xué)家薛定諤,，于1935年提出的有關(guān)貓生死疊加的著名思想實(shí)驗(yàn),，薛定諤是愛因斯坦的追隨者,，為了指出量子力學(xué)的不完備性，它精心設(shè)計(jì)了這個(gè)思想實(shí)驗(yàn),，該實(shí)驗(yàn)直指量子力學(xué)不確定性原理到宏觀過渡的邊界問題,。值得一提的是，雖然薛定諤極力反對(duì)哥本哈根詮釋,，但是他提出的薛定諤方程,，卻成了哥本哈根詮釋的基本方程之一，看來科學(xué)家對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn),，從來就不以科學(xué)家的站隊(duì)來區(qū)分,，就如愛因斯坦對(duì)量子力學(xué)的貢獻(xiàn)一樣，科學(xué)總是在泥濘的道路上,，磕磕碰碰地行徑,，而科學(xué)家們，正是鋪平道路的先驅(qū)者,，雖然偶爾會(huì)走錯(cuò)路,，但是每個(gè)時(shí)代，總會(huì)出現(xiàn)超越他那個(gè)時(shí)代的天才,，把科學(xué)帶回正確的道路上,。

薛定諤的貓

實(shí)驗(yàn)是這樣的：在一個(gè)盒子里有一只貓，以及少量放射性物質(zhì),。之后,，有50%的概率放射性物質(zhì)將會(huì)衰變，并釋放出毒氣殺死這只貓,；同時(shí)有50%的概率,，放射性物質(zhì)不會(huì)衰變，而貓將活下來,。

根據(jù)經(jīng)典物理學(xué),，在盒子里面，必將發(fā)生“貓活下來”和“貓被毒死”兩個(gè)結(jié)果之一,，而外部觀測(cè)者,，只有打開盒子才能知道里面的結(jié)果。但是在量子的世界里,，當(dāng)盒子處于關(guān)閉狀態(tài),，整個(gè)系統(tǒng)則一直保持不確定性的疊加態(tài)，即貓活和貓死的疊加,，一旦我們打開盒子觀察,，波函數(shù)坍塌，疊加態(tài)的貓又回到經(jīng)典物理學(xué),，這是哥本哈根詮釋的必然結(jié)果,。

該實(shí)驗(yàn)一提出來,，愛因斯坦興奮不已，心想終于攻擊到量子力學(xué)的軟肋了,，并洋洋得意地,，對(duì)波爾拋去一句極具諷刺的話“難道我們不看月亮?xí)r，月亮就不存在”,！

波爾和愛因斯坦在一起討論問題

此時(shí),，波爾對(duì)愛因斯坦的的反駁已經(jīng)習(xí)以為常了，剛開始并未覺得這個(gè)實(shí)驗(yàn)有什么特別之處,，或許又是愛因斯坦搞得什么鬼名堂,。不過當(dāng)他仔細(xì)研究該問題時(shí)，就發(fā)現(xiàn)問題大了,。該思想試驗(yàn),，成功地把微觀的不確定性帶到宏觀世界，我們看一眼就足以決定貓的生死（注意不是發(fā)現(xiàn),，而是決定）,，在打開盒子前，波函數(shù)彌漫在整個(gè)封閉系統(tǒng)中,，其中的貓也不例外，世界萬物都有量子組成,，每個(gè)量子都存在不確定性,，那么組成宏觀物質(zhì)的實(shí)體，也是眾多不確定性的疊加,，包括整個(gè)月球,，當(dāng)我們用波動(dòng)力學(xué)去描述月球時(shí)，月球似乎也被概率包圍,，雖然概率很小很小,，但是波函數(shù)下的月球，確實(shí)有消失的可能性（概率小到從宇宙誕生到結(jié)束,，再進(jìn)行幾個(gè)輪回都不太可能發(fā)生）,，但是數(shù)學(xué)中不能忽視這個(gè)概率，這也正是愛因斯坦的月球比喻,，正中量子力學(xué)要害的原因,。

哥本哈根詮釋對(duì)于這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)的解釋，似乎也不想觸及“客觀規(guī)律不隨人的意志為轉(zhuǎn)移”,，只是委婉地解釋到：在打開盒子的瞬間,，彌漫在盒子中的波函數(shù)坍塌，波動(dòng)力學(xué)方程可以精確預(yù)言所有可能性,。

該實(shí)驗(yàn)只是思想實(shí)驗(yàn),，無法具體實(shí)施,，所以一直處于爭(zhēng)論，好消息是近年,，有科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室,，做出了相類似的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然不是用“貓”做實(shí)驗(yàn),，而是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某些粒子存在疊加態(tài),，既相當(dāng)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的“半死半活的貓”。

為了解釋這個(gè)不可思議的思想實(shí)驗(yàn),，科學(xué)家提出各式各樣解釋,，比如平行宇宙詮釋，導(dǎo)航波詮釋等等,，其中“平行宇宙理論”被大量影視作品引用而被大眾熟知,。

它描述到，我們的每次選擇,，宇宙就分裂成兩個(gè)宇宙,，一個(gè)宇宙的貓活了下來，一個(gè)宇宙的貓死了,，至于我們看到的是哪種情況,，完全取決于我們存在于哪個(gè)宇宙。

該解釋的優(yōu)點(diǎn)是：波函數(shù)從未坍塌,，薛定諤方程始終成立,。但是我們的每次選擇，宇宙就進(jìn)行一次分裂,，牽一發(fā)而動(dòng)全身,，有點(diǎn)難以接受，但是比起波函數(shù)坍塌,，貝爾不等式實(shí)驗(yàn),，哪個(gè)沒有讓人不安呢！至于誰對(duì)誰錯(cuò),，至今沒有定論,。

存在或者不存在，這是關(guān)鍵所在,！或許莎士比亞早已參透這一切,。

5、偏振鏡實(shí)驗(yàn)

量子波動(dòng)力學(xué)告訴我們,，光顯現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)時(shí)是橫波,，麥克斯韋爾的電磁學(xué)也能得到同樣結(jié)果。

偏振鏡實(shí)驗(yàn)示意圖

實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)需要3個(gè)偏光鏡，當(dāng)A,，B兩個(gè)偏光鏡的偏振方向成90度,，光線無法同時(shí)穿過這兩個(gè)偏光鏡！

但是,，在中間放入第三個(gè)偏光鏡C,，調(diào)整第三個(gè)偏光鏡C的角度，會(huì)發(fā)現(xiàn)有光線同時(shí)穿過了3個(gè)偏光鏡,！

當(dāng)?shù)谌齻€(gè)偏光鏡C成45度時(shí),，有1/4的光線穿過了三個(gè)偏光鏡，如果去掉中間一個(gè)偏光鏡,，則光線被全部擋?。?/p>

這是個(gè)非常違反常識(shí)的實(shí)驗(yàn),，該如何解釋該現(xiàn)象,？實(shí)驗(yàn)到底隱藏了量子力學(xué)的什么秘密？這個(gè)問題留給讀者朋友們?nèi)ニ伎及伞?/p>