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颠倒因果的“惠勒猫”

来源:颗粒在线 1134 2020-01-28

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”。


约翰·惠勒(John Wheeler,1911年7月9日—2008年4月13日)

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。

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”, 这不是础毗辉事吗?

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”。

本文转载于《科学历2018科学史上的今天》,由科学π工作室编著,清华大学出版社出版。

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