关于延迟选择实验的一点看法

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论坛嘉宾: 快刀浪子 XXFF

快刀浪子


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关于延迟选择实验的一点看法 [文章类型: 原创]

有人从延迟选择实验(将在后面介绍这个实验)得出结论,说我们现在的选择影响了历史,更准确地说,(没有人观察到的)历史是不确定的,我们现在的选择决定了那段历史发生了什么事情。

既然那段历史没有人观察到,那怎么知道在它实际发生了什么呢?他们是通过推理得到的,思路大致是这样:根据我们现在的实验操作和测量结果,加上相关的物理理论,可得到在这之前发生的历史。这种思路没什么不寻常的,奇怪的是:如果进行不同的实验操作,发现推理得到的历史竟然是不一样的,而历史却应该在实验之前就发生了!于是他们得出结论说,我们现在的选择影响了历史。

这里假定他们的推理没有问题,但这是不是说结论“我们现在的选择影响了历史”就一定没有问题呢?不是的,因为这个推理的前提包括了相关的物理理论(不仅是量子理论),如果这些理论不对,那么即使推理本身没问题,结论还是不对的。也就是说,“现在的行为影响了历史”这个结论是由现在的理论决定的。

这个奇怪的结论既违反了常识,也存在一些理论上的问题。(比如为什么现在的选择可以影响未被观察到的历史而不能影响到已被观察到的历史呢?观察在物理过程中起到了什么样的作用?“现在影响历史”这个过程是怎样的?)我们很自然的反应是寻找新的理论来代替旧理论,以避免出现这种奇怪的结论。但哥本哈根学派认为根本不存在这样的理论,谈论测量之外的事情是无意义的。我们确实没有理由说一定存在或一定能找到这样的理论,但也不能说一定不存在这样的理论。可以先假定存在着这样的理论,然后去寻找它。

在科学研究中,我们应该制定更高的目标,努力实现它。再在实际研究中根据具体的进展情况调整计划,不能提前说一定能或不能怎样,这种先入为主的偏见会妨碍我们对这个世界的探索。

冷风如刀,以大地为砧板,视众生为鱼肉。
万里飞雪,将苍穹作洪炉,熔万物为白银。

发表时间: 2006-11-07, 12:31:28 个人资料

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Re: 关于延迟选择实验的一点看法 [文章类型: 转载]

(这是关于延迟选择实验的一个简单介绍,来源于《上帝掷骰子吗?——量子物理史话》。)

  1979年是爱因斯坦诞辰100周年,在他生前工作的普林斯顿召开了一次纪念他的讨论会。在会上,爱因斯坦的同事,也是玻尔的密切合作者之一约翰?惠勒(John Wheeler)提出了一个相当令人吃惊的构想,也就是所谓的“延迟实验”(delayed choice experiment)。在前面的章节里,我们已经对电子的双缝干涉非常熟悉了,根据哥本哈根解释,当我们不去探究电子到底通过了哪条缝,它就同时通过双缝而产生干涉,反之,它就确实地通过一条缝而顺便消灭干涉图纹。惠勒通过一个戏剧化的思维实验指出,我们可以“延迟”电子的这一决定,使得它在已经实际通过了双缝屏幕之后,再来选择究竟是通过了一条缝还是两条!

  这个实验的基本思路是,用涂着半镀银的反射镜来代替双缝。一个光子有一半可能通过反射镜,一半可能被反射,这是一个量子随机过程,跟它选择双缝还是单缝本质上是一样的。把反射镜和光子入射途径摆成45度角,那么它一半可能直飞,另一半可能被反射成90度角。但是,我们可以通过另外的全反射镜,把这两条分开的岔路再交汇到一起。在终点观察光子飞来的方向,我们可以确定它究竟是沿着哪一条道路飞来的。

  但是,我们也可以在终点处再插入一块呈45度角的半镀银反射镜,这又会造成光子的自我干涉。如果我们仔细安排位相,我们完全可以使得在一个方向上的光子呈反相而相互抵消,而在一个确定的方向输出。这样的话我们每次都得到一个确定的结果(就像每次都得到一个特定的干涉条纹一样),根据量子派的说法,此时光子必定同时沿着两条途径而来!

  总而言之,如果我们不在终点处插入半反射镜,光子就沿着某一条道路而来,反之它就同时经过两条道路。现在的问题是,是不是要在终点处插入反射镜,这可以在光子实际通过了第一块反射镜,已经快要到达终点时才决定。我们可以在事情发生后再来决定它应该怎样发生!如果说我们是这出好戏的导演的话,那么我们的光子在其中究竟扮演了什么角色,这可以等电影拍完以后再由我们决定!

  虽然听上去古怪,但这却是哥本哈根派的一个正统推论!惠勒后来引玻尔的话说,“任何一种基本量子现象只在其被记录之后才是一种现象”,我们是在光子上路之前还是途中来做出决定,这在量子实验中是没有区别的。历史不是确定和实在的--除非它已经被记录下来。更精确地说,光子在通过第一块透镜到我们插入第二块透镜这之间“到底”在哪里,是个什么,是一个无意义的问题,我们没有权利去谈论它,它不是一个“客观真实”!惠勒用那幅著名的“龙图”来说明这一点,龙的头和尾巴(输入输出)都是确定的清晰的,但它的身体(路径)却是一团迷雾,没有人可以说清。

  在惠勒的构想提出5年后,马里兰大学的卡洛尔?阿雷(Carroll O Alley)和其同事当真做了一个延迟实验,其结果真的证明,我们何时选择光子的“模式”,这对于实验结果是无影响的(和玻尔预言的一样,和爱因斯坦的相反!),与此同时慕尼黑大学的一个小组也作出了类似的结果。

  这样稀奇古怪的事情说明了什么呢?

  这说明,宇宙的历史,可以在它实际发生后才被决定究竟是怎样发生的!在薛定谔的猫实验里,如果我们也能设计某种延迟实验,我们就能在实验结束后再来决定猫是死是活!比如说,原子在1点钟要么衰变毒死猫,要么就断开装置使猫存活。但如果有某个延迟装置能够让我们在2点钟来“延迟决定”原子衰变与否,我们就可以在2点钟这个“未来”去实际决定猫在1点钟的死活!

冷风如刀,以大地为砧板,视众生为鱼肉。
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发表时间: 2006-11-07, 12:33:00 个人资料

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Re: 关于延迟选择实验的一点看法 [文章类型: 原创]

主帖想表达的意思是:延迟选择实验的结论表面上好象比薛定谔猫等实验更可靠,更不依赖于理论,其实实质上是一样的

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发表时间: 2006-11-07, 12:44:44 个人资料

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Re: 关于延迟选择实验的一点看法 [文章类型: 原创]

::延迟选择实验的结论表面上好象比薛定谔猫等实验更可靠,更不依赖于理论

因为“薛定谔猫处于死与活的叠加态”只是量子力学的一个推论,并没有证据表明事实确实是这样,而“现在的选择影响历史”却是有实验支持的,显得更可靠

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发表时间: 2006-11-07, 13:29:01 个人资料

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Re: 关于延迟选择实验的一点看法 [文章类型: 原创]

“薛定谔猫处于死与活的叠加态”只是量子力学的一个推论,并没有证据表明事实确实是这样,而“现在的选择影响历史”却是有实验支持的,是从实验得到的结论,似乎更可靠,其实也只是推理的结果

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发表时间: 2006-11-07, 21:10:35 个人资料
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