這個(gè)世界真的存在幽靈嗎？魔法世界真的存在嗎？平行宇宙真的只存在于科幻？

這些問(wèn)題聽(tīng)起來(lái)都是那么的不真實(shí)，但在看完今天的講述后，大家可能就會(huì)有全新的認(rèn)識(shí)。

光是粒子還是波

如果這個(gè)世界有終極，那一定是光。

光的出現(xiàn)構(gòu)成了我們這個(gè)五彩的世界，光明是所有生命的希望，光速是宇宙運(yùn)動(dòng)的極限。

對(duì)于光本質(zhì)的研究，在數(shù)百年前就已經(jīng)開(kāi)始。光究竟是什么東西，為什么它能在一瞬間充斥整個(gè)空間呢？在1678年的時(shí)候，科學(xué)界對(duì)于光的認(rèn)知就已經(jīng)分成了兩大流派。

一派是以牛頓為代表的的光粒說(shuō)，他們認(rèn)為光就是一種微粒流，從光源沿直線(xiàn)飛出，充斥整個(gè)空間。

而另一派則是以惠更斯為代表的，他們認(rèn)為微粒流的說(shuō)法，根本無(wú)法解釋光的衍射現(xiàn)象，所以他們堅(jiān)持認(rèn)為光是一種波動(dòng)，就像水波一樣，是波動(dòng)傳播的。

在當(dāng)時(shí)，這兩種學(xué)派爭(zhēng)論不休，各抒己見(jiàn)，只不過(guò)由于牛頓已經(jīng)是物流學(xué)中的頂級(jí)存在，更多的人站在牛頓一方。

不過(guò)很快這種現(xiàn)象就發(fā)生了改變，在十九世紀(jì)初，一位全能科學(xué)家出現(xiàn)，憑借一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，就讓波動(dòng)說(shuō)占據(jù)了上風(fēng)。

這位全能科學(xué)家叫托馬斯楊，他精通十幾個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)，還是一個(gè)十分擅長(zhǎng)表演雜技的醫(yī)生。

為了驗(yàn)證光到底是微粒傳播還是波動(dòng)傳播，托馬斯楊設(shè)計(jì)了“楊氏雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)非常簡(jiǎn)單，他先設(shè)計(jì)了一個(gè)小孔的光源，然后讓光源經(jīng)過(guò)兩個(gè)平行的縫隙，最后投射到一個(gè)平面上。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，如果光投射出來(lái)的圖像是兩條直線(xiàn)，就證明光是像發(fā)出的子彈一樣直線(xiàn)傳播出去。但如果圖像呈現(xiàn)出斑馬線(xiàn)形狀，就證明光在穿過(guò)兩個(gè)縫隙的時(shí)候，是波動(dòng)傳播的。

因?yàn)橹挥胁▌?dòng)傳播，才能讓波峰疊加，波谷抵消，形成不同的強(qiáng)度的光，從而投射出斑馬線(xiàn)。

托馬斯楊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，圖像投射出了斑馬線(xiàn)，從而證實(shí)光是波動(dòng)傳播。

其實(shí)惠更斯的波動(dòng)流和牛頓的微粒流都沒(méi)有錯(cuò)，因?yàn)楣獗旧砑仁遣?，也是粒子，他同時(shí)滿(mǎn)足這兩種特性，也就是光的“波粒二象性”。

不過(guò)楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有就此結(jié)束，在之后的百年里，科學(xué)家們又對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了多次改進(jìn)，還發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)奇怪的現(xiàn)象。

一次，科學(xué)家把光源強(qiáng)度降低，讓光源一次發(fā)射一個(gè)光子。這種情況就像是機(jī)槍的點(diǎn)射，在這種情況下，光粒和光粒之間就不會(huì)產(chǎn)生干涉。

按道理來(lái)說(shuō)，沒(méi)有干涉之后，光子就只能從兩個(gè)縫隙中的一個(gè)穿過(guò)，呈現(xiàn)出來(lái)的應(yīng)該就是兩條直線(xiàn)。但神奇的是，這個(gè)實(shí)驗(yàn)得出的，依然是有干涉條紋的圖像，這是怎么回事呢？

為了研究出這一問(wèn)題，科學(xué)家們又進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果卻造成了科學(xué)界的大混戰(zhàn)。

科學(xué)界的亂戰(zhàn)

光到底是如何傳播的呢？科學(xué)家為了觀(guān)察這一真相，做了無(wú)數(shù)的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果卻引發(fā)了科學(xué)界的大混戰(zhàn)。

為了研究光粒為何會(huì)在沒(méi)有干涉的情況下產(chǎn)生干涉條紋，科學(xué)家們決定在雙縫板的前面安裝一個(gè)攝像頭，通過(guò)攝像頭觀(guān)察光究竟是如何產(chǎn)生干涉的。

很快這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果就出來(lái)了，這些光粒就是循規(guī)蹈矩地穿過(guò)雙縫，然后落到了面板上。

本來(lái)這個(gè)結(jié)果出來(lái)后，事情就完結(jié)了。但神奇的是，原本是斑馬線(xiàn)的條紋圖案，突然就變成了兩條豎杠。

要知道，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程除了安裝了一個(gè)攝像頭拍攝，沒(méi)有任何的改變，為什么最終的圖案會(huì)發(fā)生變化呢？為了搞清楚這一問(wèn)題，科學(xué)家們又反復(fù)進(jìn)行了無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，最終他們得出了一個(gè)讓人瞠目結(jié)舌的結(jié)論。

每當(dāng)攝像機(jī)開(kāi)啟的時(shí)候，光子就是以粒子的形態(tài)直線(xiàn)射出，而當(dāng)攝像機(jī)關(guān)閉的時(shí)候，光子就呈現(xiàn)出波的特性。

這個(gè)結(jié)論徹底顛覆了科學(xué)家們的三觀(guān)，因?yàn)樗坪踉谡f(shuō)，光按照什么方式傳播，取決于你有沒(méi)有偷看它。

如果你用攝像機(jī)偷看它，它就沿著直線(xiàn)傳播，如果你沒(méi)偷看它，它就按波的方式傳播。

然而這還不是最讓科學(xué)家頭疼的事情。

1979年的時(shí)候，美國(guó)科學(xué)家惠勒又做了一個(gè)升級(jí)版的雙縫實(shí)驗(yàn)，他這次將攝像機(jī)放在了雙縫板的后面，并且設(shè)計(jì)在粒子穿過(guò)雙縫板之后，再臨時(shí)決定是否開(kāi)啟相機(jī)。

惠勒原本想著，在粒子穿過(guò)雙縫之后再突然開(kāi)啟攝像機(jī)，這讓光粒子可能就沒(méi)有時(shí)間去改變傳播方式。然而這次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，再次讓科學(xué)家蒙圈。

因?yàn)橹灰菙z像機(jī)開(kāi)啟，哪怕是在粒子落在屏幕上的一瞬間，它的傳播方式也會(huì)發(fā)生改變。對(duì)于這一結(jié)果，科學(xué)家們給出兩種可能性。

第一種是光子能夠預(yù)測(cè)未來(lái)，他在發(fā)射出去的時(shí)候，就已經(jīng)知道攝像頭是否會(huì)開(kāi)啟。

第二是光子擁有超越光速的反應(yīng)能力，能夠在一瞬間改變自己的選擇。

這兩種結(jié)論都非常的不可思議，未來(lái)能決定現(xiàn)在嗎？世界擁有超越光速的速度嗎？科學(xué)家們此時(shí)頭大如斗。

就在這個(gè)時(shí)候，科學(xué)家們的一個(gè)又一個(gè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，也加入到爭(zhēng)論中來(lái)。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及到量子糾纏，在發(fā)射光粒子的時(shí)候，時(shí)期通過(guò)一個(gè)BBO晶體，從而產(chǎn)生一對(duì)能量減半的孿生糾纏光子。

這對(duì)能量減半的孿生糾纏光子非常神奇，及時(shí)遠(yuǎn)隔數(shù)萬(wàn)米的距離，只要一方發(fā)生變化，另一方也會(huì)隨之發(fā)生變化。

根據(jù)這種特性，科學(xué)家對(duì)兩個(gè)光子分別設(shè)計(jì)了兩條路徑，一號(hào)光子直接穿過(guò)縫隙投射到屏幕，二號(hào)光子路徑則比較長(zhǎng)，并且要穿過(guò)一個(gè)半反半透鏡。

這個(gè)半反半透鏡，有一半的概率反射二號(hào)光子，一半的概率穿過(guò)二號(hào)光子。、 這里就出現(xiàn)了一個(gè)有意思的事情，由于二號(hào)光子路線(xiàn)比較長(zhǎng)，在二號(hào)光子還沒(méi)有到達(dá)半反半透鏡的時(shí)候，一號(hào)光子已經(jīng)在屏幕上呈現(xiàn)。

由于兩個(gè)光子有緊密的糾纏聯(lián)系，這就等于說(shuō)二號(hào)光子還不知道是否會(huì)穿過(guò)半反半透鏡的時(shí)候，一號(hào)光子就已經(jīng)知道了答案。

這就像二號(hào)光子還沒(méi)有到達(dá)半反半透鏡的時(shí)候，就知道了人們是否在觀(guān)察，然后把這一結(jié)果告訴一號(hào)，讓一號(hào)放心展示微?；蛘卟▌?dòng)的結(jié)果。

本想要研究光子本質(zhì)，結(jié)果卻看到了超出科學(xué)的東西，對(duì)于這一結(jié)果，愛(ài)因斯坦十分糾結(jié)，這也成為困擾他后半生的幽靈。

愛(ài)因斯坦的幽靈

通過(guò)量子糾纏來(lái)研究光的本質(zhì)，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)光竟然可以通過(guò)未來(lái)影響現(xiàn)在，這究竟是如何做到的呢？這里面有什么神奇的魔法呢？

針對(duì)量子糾纏，偉大的科學(xué)家波爾進(jìn)行了一番總結(jié)。波爾認(rèn)為，在量子的世界中，任何事物包括光子都可以隨時(shí)處于疊加狀態(tài)，有多重可能性并存，就像光子既是粒子也是波。

而且事物的疊加態(tài)無(wú)法被測(cè)量，這就是為什么攝像頭開(kāi)啟與關(guān)閉的時(shí)候，是不同的結(jié)果。

最詭異的是，雖然量子世界的事物都可以疊加，但卻不能被觀(guān)察。

一旦我們開(kāi)始有觀(guān)察這個(gè)動(dòng)作的時(shí)候，這個(gè)疊加狀態(tài)就會(huì)消失。如何解釋這件事呢？或許用薛定諤的貓來(lái)解釋最為直觀(guān)。在盒子里放一只貓、一瓶毒藥和一個(gè)放射性原子。

當(dāng)放射性原子衰變的時(shí)候，機(jī)關(guān)被觸發(fā)，貓會(huì)被毒死。

在盒子被打開(kāi)之前，放射性原子是處于衰變和不衰變的疊加狀態(tài)，此時(shí)的貓可能是死的，也可能是活的。

只有我們打開(kāi)箱子觀(guān)察的時(shí)候，才能得知貓是死的還是活的。

波爾對(duì)量子的解釋認(rèn)為，量子領(lǐng)域有極大的不確定性，這讓很多謹(jǐn)慎的科學(xué)家十分不認(rèn)同。

比如愛(ài)因斯坦就曾對(duì)波爾嘲諷說(shuō)：“上帝是不擲骰子的”，但波爾卻不甘示弱地回應(yīng)：“別去指揮上帝應(yīng)該怎么做?！?/p>

后來(lái)愛(ài)因斯坦和波爾分別帶領(lǐng)著十幾個(gè)科學(xué)家展開(kāi)了一場(chǎng)波瀾壯闊的辯論，在場(chǎng)十幾個(gè)人，百分之八十都獲得過(guò)諾貝爾獎(jiǎng)，可謂人類(lèi)科學(xué)界辯論的巔峰，堪稱(chēng)科學(xué)界的華山論劍。

不久后，又一位科學(xué)家提出了平行世界的理論。比如薛定諤的貓，當(dāng)我們打開(kāi)盒子的時(shí)候，這個(gè)世界就出現(xiàn)了平行世界，有的世界里貓死的，有的世界里貓還活著。

雖然這個(gè)觀(guān)點(diǎn)也引起了很大的反響，但愛(ài)因斯坦依然處于量子的糾結(jié)中。

愛(ài)因斯坦后來(lái)聯(lián)合很多科學(xué)家寫(xiě)了一篇論文，假設(shè)有一個(gè)光粒子，衰變分裂成為一號(hào)二號(hào)兩個(gè)糾纏粒子，那么為了確保兩個(gè)粒子的總自旋為0，這兩個(gè)粒子的旋轉(zhuǎn)方向一定是相反的。

如果把這兩個(gè)粒子放在遙遠(yuǎn)的距離上，比如一個(gè)在地球，一個(gè)在太陽(yáng)，他們還會(huì)存在這樣的糾纏嗎？這個(gè)時(shí)候我們觀(guān)察地球上的一號(hào)，發(fā)現(xiàn)他是向下的，太陽(yáng)上的粒子就應(yīng)該向上。

如果我們沒(méi)有觀(guān)測(cè)地球上一號(hào)的時(shí)候，他可能是向上的，那么太陽(yáng)上的二號(hào)就會(huì)變成向下。

這種信號(hào)的傳遞是完全同步的，而這種同步遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了光速，甚至是一種人類(lèi)難以理解的幽靈力量。

要知道一旦有超越光速的存在，這個(gè)空間都要塌縮，或許也只有幽靈的力量，才能產(chǎn)生這種現(xiàn)象。

原本愛(ài)因斯坦是不相信有這種力量存在的，但1995年一位華裔科學(xué)家卻做出了幽靈成像實(shí)驗(yàn)，證明了量子糾纏的確存在，也證明了讓愛(ài)因斯坦無(wú)法理解的超距離作用的確存在。

時(shí)至今日，雖然人們依然無(wú)法完全解釋量子糾纏，但卻已經(jīng)將其應(yīng)用于科學(xué)領(lǐng)域。

比如我國(guó)自行研制的九章量子計(jì)算機(jī)，就是利用量子糾纏的特性而研發(fā)出來(lái)，這種計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度，已經(jīng)無(wú)法用計(jì)算機(jī)來(lái)命名。

比如同樣計(jì)算一個(gè)問(wèn)題，超級(jí)計(jì)算機(jī)需要6億年，而九章量子計(jì)算機(jī)只需要200秒。

難以想象，當(dāng)量子領(lǐng)域被人們廣泛應(yīng)用之后，這個(gè)世界將會(huì)發(fā)生怎樣天翻地覆的變化。

來(lái)源：宇宙解碼