一個簡單的物理實驗，揭示了光的特性，也發生了讓人害怕的現象

宏觀離不開微觀，隨著研究的深入，我們總是可以找到物質和能量的更小組成部分，那麼在宇宙中，是否存在一個「最短」的單位，也就是宇宙中最小的基本組成部分呢？在經典力學中，最小的概念或許並不存在，但是在量子物理中，確實存在一個最小的單位——「普朗克長度」

宇宙的極限

根據引力常數，光速和普朗克常數，科學家計算出了宇宙中最小的距離單位「普朗克長度」，從理論上來說，比這個單位更小的距離是不存在的，如果進入到比這個數值還小的距離內，一切物理常識就會失去意義。

我們熟知的量子，其實就是能量的最小組成部分，一束光線就是由無數1普朗克長度的光量子組成的，在達到這個距離單位後，我們常識中的經典力學就不再適用，同時引力和時空的概念也不復存在。

普朗克從年輕到年老的照片

普朗克長度遠遠小於原子核的長度，而在相對論中不可避免的會給宇宙大爆炸的模型中提供一個「零點」，也就是一切時空的開端，有人戲稱這個開端就是上帝的容身之所，但是量子力學給了我們另外一種可能性，既然距離單位存在最小的極限值，那麼時間單位相對也存在一個最短的「普朗克時間」，普朗克時間見證和度量的宇宙大爆炸後的最短時間間隔——10的負43次方秒。

想要再縮短這個時間去探索宇宙的起點，是不可能的事情，因為超過這個極限，我們的各種理論都會失去作用，因此人類永遠無法尋找到宇宙的起點，所謂的上帝也就無法存在。

光，究竟是什麼？

在宇宙中，一切的基本組成單元都有兩種狀態，「波」和「粒子」，1905年愛因斯坦提出的光電效應中對光量子進行了解釋，讓世人認識到，光既可以是光波，也可以是粒子，而在1924年，德布羅意提出了物質波理論，也就是我們熟知的波粒二象性，再次刷新了人類對光的認知。

其實對於光線的研究，早在古希臘時代古代哲學家就有了相當多的研究和理論，但是在隨後的數千年時間中，對於光的認知並沒有越來越深入，只停留在表明和一些現象中，直到17世紀，針對光線材的兩種不同解釋開始產生了分歧，也就是「波動說」和「粒子說」，在《上帝不擲骰子》一書中，巧妙地把這一段爭端稱為「微波戰爭」。

隨著研究的深入，我們發現宇宙並不是和我們想像的一樣，說一就是一，說二就是二，粒子和波的理論都不能完全描述一些粒子和量子的狀態，有時候從微觀上來看，這個例子確實存在，但是從宏觀上來看，這個粒子又具備波的特徵。正是因為如此，想要了解量子力學，必須擺脫傳統觀念的束縛，擺脫經典力學中機械宇宙的觀點，才能理解一切都不確定的量子宇宙。

調皮的光子

在關於光的實驗中，「雙縫實驗」十分著名，這個實驗可以向我們證明光的兩種狀態確實是同時存在的，並且這個實驗也並不複雜，由一個可發射光或者電子的發射器，以及一個設置了兩個通道的木板，最後再加上一個可以顯示光線和電子痕跡的屏幕。

在發射器發射不斷發射光子後，後面的屏幕會出現一些明顯的痕跡，在這些痕跡中我們可以明顯地看到，光子相互「幹涉」後留下的波紋。當然，連續不斷且數量不少的光子不斷通過兩個通道，是很難證明光的特性的。

1909年，一位科學家針對這個實驗做出了修改，保證在同樣的時間間隔中，只有一個光子被發射出來，在進行比對後發現，即使只有一個光子被發射出來，屏幕上仍然有幹涉條紋，也就是說這一個光子，同時通過了兩個通道，自己對自己產生了幹涉。這個實驗很好的正面了光子的量子特性。

在隨後的研究中，電子也被證明存在同樣的特性，更加神奇的是，不僅僅是光子和電子，原子核分子也具備這樣的量子特性，難道宇宙的本質真的是不確定性，一切都是非決定性的隨機事件嗎？

讓人「毛骨悚然」的雙縫實驗

隨著科學的發展，有科學家在這個實驗中增加了一個環節，防止幾個攝像頭，來觀察一個光子是如何從粒子轉變為波的形態，或許可以幫助我們更好的理解神奇的量子現象，但是在加入了攝像頭後，科學家驚人的發現，光子居然以粒子的狀態安安穩穩的通過了通道，沒有在屏幕上留下幹涉條紋。

在多次實驗後科學家發現，似乎只要人類主動觀察，這些光子的狀態就不會發生變化。在自然界中，大部分量子也有同樣的性質，如果不主動觀察，我們就無從知道量子的狀態，也就是說在沒有觀察者存在的情況下，量子的狀態是粒子和波這兩種狀態共存的，就像是薛丁格的貓一樣，如果沒有一個觀察者出現，我們永遠無法知道這個貓是死還是活。

但是一個觀察者出現後，這個量子的狀態就會被確認，通常情況下也不會再發生變化，因此被觀察後的量子，就會發生「量子坍塌」，不確定性被觀察者變成了確定。在經典力學中，觀察者並不會對任何現象造成影響，但是在量子力學中，觀察者的存在似乎對宇宙有著很大的影響。

這個答案確實會讓人感覺「毛骨悚然」，人類的主觀意識真的會對宇宙的發展和狀態產生影響嗎？這個觀點絲毫有些不唯物主義，但是又確實存在於我們的宇宙中，或許這些問題，只是人類現在的科學理論不夠完善，在未來人類會找到更加完善的理論來解釋這些神奇的現象。