大卫谈科技 2022年6月10日10:25 福建
世界上真有幽灵？ 神奇的世界是否真实存在？ 宇宙中是否存在着某种神奇的力量，能把人与动物都控制在一定范围内呢？黑洞是什么样子的？宇宙中有没有生命？外星人到底来自哪里？黑洞究竟有多大？ 平行宇宙果真只有科幻才有吗？
这几个问题听上去太不地道了，但是当你看到今天的叙述时，也许你会对它们有一个新的理解。
但不久这一现象又有了新的变化，19世纪初叶出现了全能科学家，他以简单的试验使波动说占尽优势。
这位名叫托马斯杨的全能科学家，在十多个领域里都通晓科学，同时也是位非常善于表演杂技的博士。
为验证光是微粒传播的还是波动传播的，托马斯杨（Thomas Yourier）设计了一个“杨氏双缝干涉”实验。
实验很简单，他首先在小孔处设计光源，再使光源通过两条平行缝隙最终投影在平面。
本实验若光线投射出的影像为两条线，则证明光线如发射的子弹般直线传播。 当我们把光线投射到一个圆形平面上，发现它呈现一条椭圆形的图案时，说明这条光线是沿着椭圆方向发射出来的；如果将其投影到另一圆形平面上，则会出现阴影。 但是若图像表现为斑马线状，则证明光通过两间隙时波动传播。
由于只有波动传播才会使波峰迭加、波谷相抵而产生强度不一的光线并由此投影斑马线。
托马斯杨在实验中发现影像投射一条斑马线以确认光的波动传播。
事实上，惠更斯波动流与牛顿微粒流并无不妥之处，由于光线本身既有波动又有颗粒，所以他既满足了这两个性质，即光线的“波粒二象性”。
然而，杨氏双缝干涉实验并未到此为止，此后一百年间科学家对该实验又做过几次改良，同时也发现了另外一种怪现象。
有一次科学家们将光源的强度降得很低，要求光源每次射出光子来。 当它被反射回来时，又会再次发出一个光子。这样多次循环，直到光源熄灭为止。这就是光的衍射现象。光的衍射是不可能发生的。因为没有光线。 这情形像机枪点射一样，其中光粒与光粒间没有干涉。
按理，不发生干涉后光子只能通过两个间隙之一，所呈现出的应是两条线。 这条直线到底是不是一条直线，一直是科学家们争论的焦点之一。他们认为：如果光不存在干涉，那也不会出现这样的结果了。于是，人们就开始进行各种尝试来验证这一理论。 可奇迹发生了，这实验所得，还是一幅带有干涉条纹的画面，这到底是怎么一回事？
科学家为研究这个问题又做了许多试验，但最终在科学界引起一场大乱斗。
科学界乱战不断
光线究竟是怎样扩散的？ 科学家认为，光在地球上可以传播到很远的地方，但如果不经过太阳的话，它就无法到达我们身边。那么，为什么太阳会有这种能力呢？ 科学家们为观测这一事实进行过无数次试验，但最终在科学界掀起一场大乱斗。
为探究光粒为什么能不发生干涉而形成干涉条纹，科学家决定在双缝板正面设置摄像头，利用摄像头来观测光线到底是怎么发生干涉。
不久这一试验的结果便显现出来，那些光粒都是按部就班的通过双缝后落在面板上的。
原本这一成果一出，一切都结束了。 我想，这可能是因为斑马线上的文字和图形太多，所以我们看到的东西都不一样吧？其实斑马线上面并没有什么特别的符号或者图案。这是一种自然现象。 可奇迹发生了，本来斑马线上的条纹图案一下子变成两根竖杠。
你知道吗，在整个实验中除了装个摄像头拍什么都没变化，最后图案怎么变？ 这是因为在这个实验中使用了一种叫做“热转印”的技术。在这个技术下，人们可以将自己想要复制的物体转移到另一载体上。但是这种方式到底是怎么回事呢？ 为弄清这一问题科学家又重复做过无数次实验，终于得出令人目瞪口呆的结论。
每当相机打开时光子是以粒子形式直线发射出去，相机闭合时光子则表现为波动。
这一结论完全推翻了科学家的"三观",因为他们好像是说光线是以何种方式扩散的，就看你是否窥视过光线。
假如你拿着相机窥视的话，会沿直线扩散，假如你不窥视的话，他会以波的形式扩散。
但是，它并不是科学家们最为头痛的问题。
1979年时，美国科学家惠勒还进行过升级版双缝实验——这次把摄像机置于双缝板背后，并设计成粒子通过双缝板后暂时决定要不要打开。
惠勒本来以为粒子通过双缝后又突然打开摄像机使得光粒子也许来不及改变传播方式。 但是在这个过程中，他发现了一种新现象：如果把两个不同方向上传播的光粒子合并成一个光球，那么光线可以以更高的速度向四面八方发散。 可是，这一试验结果却又一次使科学家们蒙了圈。
由于只要打开摄像机，即使粒子落入屏幕的瞬间，其传播方式就会随之改变。 当粒子落在一个平面上时，它的传播路径就不再一样了——从图像中消失；而当粒子落在另一空间时，则完全不同。 科学家对这一发现给出了2种可能。
一是光子可以预知将来，当它被发射时，它已知道摄像头会不会打开。
二是光子具有光速以上的反应能力可以瞬间改变选择。
这两个结论很令人难以置信，将来是否能够决定当下？ 世界是否有超过光速？ 人类是否真的有能力改变这个世界呢？宇宙中究竟发生了什么事？宇宙间存在着怎样一种力量在主宰着我们的生活？我们又该如何面对这种变化呢？我们将何去何从呢？ 科学家这时的脑袋大得像打架的一样。
恰在此时，科学家一个个有关的试验，加入了这场论战。
本实验是关于量子纠缠的研究，当光粒子发出时，期间经过一BBO晶体而形成一对孪生纠缠光子，其能量被减半。
这个能量减半孪生纠缠光子很奇妙，在时间上远远相隔几万公尺，只需改变其中一方就能改变对方。
基于这一性质，科学家们针对这2个光子设计出2条通路，1号光子通过缝隙直接投射在屏幕上，而2号光子的通路相对较长且需要经过半反半透镜。
该半反半透镜以半数几率反射二号光子和半数几率透过二号光子。
这里有一件有趣的事，因为二号光子的路径较长，当二号光子尚未达到半反半透镜时，一号光子已显示于画面。
因为两光子之间存在着密切纠缠联系，相当于当二号光子尚不清楚能否通过半反半透镜时，一号光子便已清楚答案。
这正如二号光子尚未达到半反半透镜时，它会了解到有人正在观测并将这个结果通知一号使一号安心地显示微粒或波动结果一样。
本想对光子本质进行研究，却发现了科学之外的一切，为了这个发现，爱因斯坦很是纠结，它也成了困扰自己后半辈子的一个幽灵。
爱因斯坦的幽灵
用量子纠缠的方法对光的性质进行了研究，原来光竟能透过未来而影响当下，到底是怎么实现的？ 量子纠缠是量子力学中一个非常有趣的概念。当两个原子或分子处于一种非经典状态时，它们之间会存在着某种不可见而又不可探测的关系，即所谓的量子态。 其中有何奇效？
对于量子纠缠问题，大科学家波尔曾做过一个概述。 他说：我们所生活的这个时代已经进入一个量子化的世纪——这就是量子物理学诞生以来最重大的一次革命！他认为，量子化时代将导致人类社会发生一场新的变革。 波尔认为在量子世界里，一切事物（包括光子）都能时刻处在叠加之中，存在着多种可能性共存，正如光子同时是粒子和波一样。
而事物叠加态又不可测，正因为如此，摄像头打开和闭合时，才会出现不一样的效果。
最为怪异之处在于，尽管量子世界中的所有东西都能叠加在一起而无法观测到。
一旦开始出现观察到这一行为时，叠加状态将不复存在。 当你想去看这个画面时，它又重新出现了。你能感觉到这是一种什么情况吗？它真的可以重复多次吗？你知道它是怎么做的吗？为什么会这样？ 对此事怎么解释？ 也许以薛定谔笔下的猫为例，它是最直观的。 把猫，一瓶毒药，放射性原子放进箱子。
放射性原子衰变时机关触发猫中毒。
开箱前放射性原子呈衰变与不衰变叠加状，这时猫可死亡或存活。
只有当我们开箱观察时，才会知道猫是否已经死亡或存活。
波尔对于量子的诠释是：量子领域存在着很大的不确定性使得许多审慎的科学家非常不同意。
例如爱因斯坦曾经讥讽波尔：“上帝不会掷骰子”，但是波尔也不甘落后，他回答：“不要去命令上帝该怎么办？”
随后爱因斯坦与波尔各自率领十多位科学家进行了气势磅礴的论战，到场的十多位科学家中，有八成科学家荣获诺贝尔奖，这可以说是人类科学界论战的顶峰，也可以说是科学界华山论剑。
不久以后，另一个科学家就提出平行世界理论。 在他看来，自然界中存在着许多奇妙的现象。这些神奇的事物是如何形成和发展起来的呢？原来，它们与我们所生活的现实空间有着密切的关系。这就是物理规律。 例如薛定谔笔下的那只猫，在我们开箱之时，世界上便产生了一个平行世界——一些世界上的猫已经死去，而另一些则仍然存在。
尽管这一看法也获得巨大回响，爱因斯坦仍在量子纠缠之中。
后来爱因斯坦与许多科学家共同撰写了一篇文章，他假定存在一个光粒子衰变分裂成1号和2号2个纠缠粒子后，要保证2个粒子总自旋等于零，则2个粒子转动方向必然相反。
若将两种粒子置于远方，如地球和太阳中各有一种粒子，它们是否会有这种纠缠？ 如果不可能的话，那为什么要将它们分离呢？这两个粒子到底能不能分开呢？我们知道，当两束光相遇时，会有一束光穿过另一束光，并发生反射和折射。 此时我们对地球1号进行了观测，发现它往下看，而太阳的粒子应该往上走。
假如我们不观察地球1号，它也许在上升，而太阳2号则转为下降。
这一信号传递完全同步，而且这一同步远超光速，就连人类也很难认识的幽灵力量也不例外。
须知一旦出现超过光速时，这一空间就会全部塌缩下来，也许只有幽灵之力，才会出现这一现象。
本来爱因斯坦并不相信这股力量的存在，但是在1995年，一个华裔科学家进行幽灵成像实验来验证量子纠缠确实存在以及令爱因斯坦难以理解的超距离作用确实存在。
直到今天，尽管量子纠缠还不能得到充分的解释，但是它已被运用到科学领域中。
例如，我国自主开发的九章量子计算机是利用量子纠缠这一性质进行研究和开发的，这类计算机计算速度之快，已不能以计算机命名了。
例如同算一道题，超级计算机要六亿年，九章量子计算机只用200秒钟。
很难想象在量子领域得到广泛运用后世界会有多么翻天覆地的改变。
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