晝夜交替,光明和黑暗更換。光是什麼?人類的認識逐步深入。我們從彩虹當空,看到了光的各種顏色;我們從皮膚灼傷,知道了光是一種輻射。然而,光的本質是什麼?
關於這個問題,偉大的物理學家產生了分歧。
惠更斯認為光是一種波,牛頓不服氣:「胡說,光是一種粒子。」牛頓舉例:「聲音是一種波,俗稱聲波。即便你站在牆後,仍舊可以聽到聲音,因為波可以繞過牆壁。倘若光是波,為何人們站在牆後看不見景物呢?光沿直線傳播,這是粒子特性!」惠更斯瞠目結舌,無言以對。
看上去,牛頓贏了。可當科學研究進入微觀領域,光的本質再起波瀾。
1807年,託馬斯楊用實驗證明:光既是粒子也是波,光具有波粒二象性。
實驗很簡單,找一支蠟燭點亮,放在一張開了兩條平行縫的紙板前面。如果光是一種粒子,那麼光通過縫隙後,一定會在牆上留下兩道平行的亮紋。可實驗的結果並非如此,牆上竟留下一排斑馬線。這種現象,跟水波通過雙縫的幹涉條紋完全一致。
雙縫幹涉實驗很成功,但詭異的事情剛剛開始。光的波粒二象性,帶來了平行世界與時間倒流假說!
1961年,克勞斯約恩重新做了一次「雙縫幹涉實驗」。他把蠟燭光換成電子發射器,讓電子依次通過雙縫。很明顯,哪怕光被拆分為電子,屏幕上依然是斑馬線。光的波動性,進一步得到證實。
然而這個實驗,也埋下了不解之謎。電子是一個一個的打出去的,理論上它要麼通過A縫,要麼通過B縫。單個光電子如何形成波動幹涉呢?難道說一個電子同時穿越了兩條縫隙?這超出了當前的認知。
量子力學之父玻爾解釋:「我們不能說世界是A或B,而應說世界是A和B。兩個世界一起疊加,一起坍縮。」根據其說法,誕生了平行世界的概念。
可見,「一個電子同時穿過兩條縫隙」是平行世界的科學依據;這也是量子力學「多維空間的態向量在宏觀坐標上的投影原理」,即「多世界詮釋」。
假如你看過《星際穿越》這部電影,一定會對固態時間幻化成書架有深刻的印象。這個場景,就來自多世界詮釋。
所以我們從光的波粒二象性之中,居然發現了平行世界。
平行世界?我的天啊(像嶽雲鵬那樣捂嘴)。請相信我,這還不是最神乎其神的地方。因為更不可思議的情況發生了:時光倒流了!
好奇害死了貓,也讓物理學家陷入了更大的迷惑。
他們非常想弄清楚,「雙縫幹涉實驗」中光電子究竟通過了哪個縫隙?1974年,天才們想到了方法:在縫隙前放置一個高速攝像機,觀察電子的運動軌跡。
當他們再次做雙縫實驗,結果是這樣的:期待的幹涉條紋不見了,屏幕上出現了兩條明亮的光跡。也就是說,電子不再呈現波動性,老老實實的按粒子的規矩運動;它們要麼通過A縫,要麼通過B縫。
恐怖的事情發生在物理家們撤下了攝像機之後。接下來的實驗中,電子立馬又波動了,幹涉條紋又出現了。
什麼?!有人觀察光電子就呈現粒子本質,當沒人觀察光電子就波動幹涉!難道電子有意識,能夠感覺到被觀測,然後跟我們玩起了遊戲嗎?
根據波爾的互補理論,量子物理學家們這樣解釋:「電子既是一種粒子,也是一種波;它具有波粒二重性。但在任何時刻,電子不可能既是粒子又是波,而只能是其中的一種。它到底是粒子還是波,這取決於是否有人觀察它。當沒人觀察,它就是波;一旦有人觀察,它就變成了粒子。」
我的天啊,滿滿一盆的唯心主義啊!世界由意識決定?!這是黑客帝國嗎?我們生活在意識之中嗎?我下意識地動動手指,可惜仍舊沒有出現紙幣啊!
你以為這就是波粒二象性最魔幻的部分?不,更恐怖的事件來了。
1979年,物理學家繼續腦洞大開:既然在雙縫之前觀測,電子會有意識地選擇粒子性;那麼乾脆在其通過雙縫後再觀測,看看電子呈現什麼狀態?他們認為:當電子通過雙縫,結果已註定了;再行觀察,電子應具有波粒二象性。
人算不如天算,實驗結果令他們崩潰了。哪怕電子通過雙縫之後,只要一觀測,電子立馬呈現粒子性,屏幕上出現兩條明亮的彈痕。如果不觀察,屏幕上就是波動幹涉條紋……
我的天啊!電子已經穿過雙縫之後,只要你觀測,它立刻返回過去,再以粒子的形式單獨穿過A或B縫;相反,你突然不觀測它了,那麼它也會穿越到通過雙縫之前,全體同時穿過兩條縫,以波的幹涉形式呈現在屏幕上。
觀測者的參與,居然讓電子發生「時光倒流」。電子穿過雙縫的歷史,竟然是由未來是否觀測來決定的……歷史,被未來改變了!
我相信,這一幕跟《星際穿越》何止是相似那麼簡單……
時光,真的倒流了嗎?量子力學,真是魔幻啊!
此時此刻,我突然想吟詩一首。可惜絞盡腦汁,詩篇沒有;憋得難受,倒想起波爾說過:「如果誰不對量子力學感到迷惑,誰就沒真正了解量子力學。」
好吧,我真正感到迷惑了;可我仍然不能理解:為啥光的波粒二象性,竟然引發了平行時間及時光倒流?我們的意識,真能決定物質的狀態嗎?
這些疑問,親愛的朋友,你們明白了嗎?