最新量子思想實驗「惠勒的貓」——死後復活的貓!
1979年物理學家惠勒提出「延遲選擇思想實驗」,後來被不斷驗證。實驗過程如下圖:
激光脈衝源從左下角發出光子,到達半鍍銀的反射鏡B?1(作用是使光子有一半可能穿過了反射鏡BS1到達全反射鏡M2,一半可能被反射鏡BS1反射到達全反射鏡M1),兩個全反射鏡M1和M2把這兩部分的光子又交匯在一起。在終點D1、D2觀察光子飛來的方向,我們就可以確定光子究竟是沿著哪一條路徑飛來的。
如果在終點處也插入一塊半鍍銀的反射鏡B?2,通過調整BS1-M1-B?2和BS1-M2-B?2兩個路徑的光子的相位,可以使這兩部分光子到達BS2時發生反相干涉,從而使光子在水平方向D1或者在豎直方向D2上「互相抵消」,最後只在豎直方向D2或者水平D1方向上輸出。
令人感到不可思議的是,即使激光脈衝源每次只發出一個光子,經過足夠長的時間,你還是可以看到同樣的干涉結果:這說明一個光子每次到達B?2時和自己發生了干涉——按照量子力學的說法就是一個光子同時通過BS1-M1-B?2和BS1-M2-B?2兩條路徑到達B?2後和自己發生干涉。
但是,如果在終點處不放置半鍍銀的反射鏡BS2,激光脈衝源每次只發出一個光子,則通過在終點觀察光子飛來的方向,我們每次卻只能看到光子從一個路徑飛來,或者沿水平方向,或者沿豎直方向。這說明,如果我們不在終點處放置半鍍銀的反射鏡BS2,光子就沿著某一條路徑而來,反之,它就同時經過兩條路徑而來。也就是說,我們的選擇決定了光子的「選擇」。
更神奇的現象!我們在光子已經通過了第一塊半鍍銀的反射鏡BS1,快到達終點(還沒到達)的時候,才把半鍍銀的反射鏡BS2放入終點處,結果會怎麼樣呢?
按正常邏輯,我們會認為光子通過了第一塊半鍍銀的反射鏡BS1後已經選擇了怎麼走,按前面的結果就是光子只沿著某一條路徑而來,應該不會再發生干涉現象。
然而,結果再次讓你感到驚訝:光子還是選擇了同時經過兩條路徑而來!
這說明了:我們現在的選擇(觀測行為)改變了光子過去的「選擇」。
也就是說,我們可以在事情已經發生之後再來決定它應該怎麼發生——無論是否事情的結果在邏輯上已經在一段時間以前被決定!
「惠勒的貓」——延遲實驗的升級版
我們在延遲思想實驗基礎上加入兩個新元素:受控發射的子彈和一隻活貓。
具體實驗方法:在實驗設備M1和M2處分別放置一個光子探測器(檢測光子通過的路徑),探測器連接一個無聲的子彈觸發裝置,子彈瞄準一隻活著的貓。貓和子彈觸發裝置被放在一個暗箱里,只能在實驗結束後才能打開。如果光子沿著一條路徑來子彈就會被觸發殺死那隻貓,如果子彈沿著兩條路徑來子彈就不會觸發貓就能活下來。當我們讓光子通過第一塊半鍍銀的反光鏡BS1,快到達終點的時候,把半鍍銀的反射鏡BS2放入終點處,最終,貓是死是活?
按正常邏輯,光子通過第一塊半鍍銀的反射鏡BS1後(光從一個路徑而來),觸動了觸發裝置貓被射死。然而,最終結果光子是選擇了同時經過兩條路徑而來!貓應該活著!
因此,貓彷彿經歷了一場先死後生的過程。而且身體先前曾被子彈擊中,最後又完全沒有受傷的痕迹。它彷彿經歷了一次時間穿越和時光倒流。
惠勒的貓的現實意義
微觀量子現象能否在宏觀宇宙中實現?
惠勒的貓體現了「延遲性選擇」的結果,即時間倒流現象。假如一樣適用於宏觀世界。那麼,我們可以利用「延遲選擇」的方法,使死去的人「復活」,改變歷史故事和歷史結局。


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