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量子实验证实,在我们看到之前现实不存在!

2017.02.27

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我们生活的世界是否存在?科学家说不——至少直到它被测量之前。来自澳大利亚国立大学科学家重建了一个著名的实验,证实了量子物理对于现实本质的怪诞预测。

如果这听起来很复杂,不用担心。这个实验提出了一个简单的问题:由于基本粒子的行为可表现为粒子或波,那么什么时候基本粒子会决定处于某种状态呢?这个问题让我们进一步了解现实是如何建立的。

大多数人认为,就其本质而言,诸如电子或光子之类的物质是波状或粒子状的,而我们的测量将与这个答案无关。但量子理论预测,结果都取决于物质在旅程结束时的测量结果。而这正是澳大利亚国立大学的一个研究团队所得到的发现。

首席研究员、物理学家Andrew Truscott表示,这项研究证明了测量就是一切。在量子层面,如果你不去观察它,现实是不存在的。

这个著名的量子实验被称为约翰·惠勒的延迟选择思想实验,该实验在1978年首次提出,但在当时,所需的技术是几乎不可能实现的。在近40年后,澳大利亚团队已经设法使用激光散射氦原子来重建这个实验。

物理学家表示,当应用到光,关于干涉的量子物理学预言看似就非常奇怪,光似乎更像是波。但如果用原子来做这个实验,事情会变得更复杂,因为原子有质量并且能与电场相互作用等。

为了成功地重建该实验,研究团队困住了一群悬浮状态的氦原子——被称为玻色-爱因斯坦凝聚物,然后将它们全部发射出来,直至只剩下一个原子。

然后,把选择出的原子通过一对激光束。这对激光束能产生光栅图案,充当原子散射路径的十字路口。

在原子通过第一道光栅之后,物理学家随机地添加第二道光栅来重组路径。

当这个第二道光栅被添加时,它将会导致相长干涉或相消干涉,表明原子有通过两条路径,就像波一样。但是当不添加第二道光栅时,科学家并没有观察到干涉,就好像原子仅选择一条路径,此时表现为粒子。

在原子通过第一个十字路口之后才加入第二道光栅的事实表明,该原子在第二次测量之前尚未确定其性质。

因此,如果你相信原子确实在第一个十字路口采取了一个特定的路径,这意味着未来的测量会影响原子的路径。研究人员表示,原子没有从A到B旅行。只有在当它们旅程结束时进行测量,它们的类似波或粒子行为才会出现。

虽然这一切听起来令人难以置信的奇怪,但这实际上是对量子理论的一个验证,它控制着非常小的世界。因而,在量子层面上,没有观察就没有现实,而且过去是由未来决定。那么,我们生活的世界究竟是否存在呢?

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