这是量子相关的双缝干涉实验(传媒版),其中带有博眼球风格的描述,目的是让更多的人知道量子物理。
双缝干涉进(变)化(态)史
1807年,天才托马斯·杨(Thomas Young)以自己聪明才智,挑战主宰物理学100多年的巨人牛顿,他设计了双缝干涉实验证明光是一种波,而推翻牛顿的光的粒子说(参见:双缝干涉与波长测量);
1905年,自学成才的爱因斯坦(Albert Einstein)的光电效应定律又挺了牛顿一把,证明光是粒子;直到1924年,德布罗意(Louis Victor Duc de Broglie)以监制的身份提出波粒二象性,才协调了多方矛盾。
(看来大神级的人物都是自学成才,看来我也有希望成为大神级人物,也许已经是了)
然而,波粒之争已经打开了潘多拉魔盒,魔改双缝干涉的鬼畜作品泉涌般出现,一次次颠覆人们的认知、乃至三观。
1909年,杰弗里·泰勒(Geoffrey Ingram Taylor)爵士设计了单光子实验,通过降低光的透过率,确保每次通过双缝的光子数量最多是一个,然后持续一个月的曝光(史上最强单反长曝光),实验发现单光子也产生了干涉;
事情越来越像玄学了,一个光子怎么干涉,跟谁干涉。
不出意料的,单电子、原子、分子的双缝干涉也纷纷山寨起来;相比而言,电子实验更容易控制,古老的黑白电视机就是控制电子打在荧光屏上显示图像的。
1965年,理查德·费曼(Richard Phillips Feynman)提出了一个思想实验;
等一下,思想实验?
没错,想必大神级人物都不依赖太多工具器材,那些不过是辅助,不禁让人想起:
“如果没有电脑,你就什么都不是,你就不配拥有一台电脑”。
费曼提出,如果能确定光子经过了哪条缝,干涉条纹将消失(参见下文),玄学开始演化为变态;
1979年,惠勒(John Archibald Wheeler)提出量子延迟选择实验;
惠勒是谁?
跟爱因斯坦搞世界第一颗原子弹的几个人之一,没错,我们用大刀长矛从岛国人那里争取国家独立时,那几个老外在搞那个东西;
惠勒提出,确定了光子走的路径之后,再去测定光子的干涉状态,光子可以“重新选择”路径,就好像之前路径的选择被延迟了:
单光子(见下文)P射入半透镜S1,要么通过往A,要么被反射往B,A和B是全反射
经过半透镜S2分别对应单光子探测器D1和D2
调节S2的厚度使得透射和反射光程差在D1总是同相位叠加,D2总是反相位抵消,方法:
实验:
1.移除S2,确认D1和D2不同时有信号,光表现为粒子
2.插入S2,重复实验发现仅D1有信号,光表现为波
3.确定光子进入A路径后再开启S2,按道理这时应该是粒子,要么D1有信号,要么D2有信号,但实现发现只有D1有信号
变态开始演化为邪恶,是先有原因还是先有结果,比先有鸡还是先有蛋更加不讲道理;
这个实验后来被德国人实际做出来了:
不得不说,德国人的精工水平真不是盖的;
1982年,马兰·斯考利(Marlan Scully)与凯·德鲁(Kai Drühl)提出量子擦除实验,如果在干涉条纹消失后,用某种方法使得无法确定光子经过了哪个缝,干涉条纹会重新出现,也就是反过来也成立;
1999年,就是《黑客帝国》将人工智能结合毁三观的思考带进电影的那一年,一帮物理学家(Yoon-Ho Kim,R. Yu,S. P. Kulik,Y. H. Shih, Marlan Scully)结合惠勒的延迟实验和擦除实验,最终将前面的实验验证;
一时间,仿佛再现了春秋时期的百家争鸣,各种畸形的面部表情,各种光怪陆离的论调,各种骨骼精奇的长相……
有一种另类的观点认为,是意识影响了物质的形态,科幻电影《奇异博士》就是基于此类(严格说是魔幻),不过大多数流派的物理学家并不认可;当然,如果放开思想,也不奇怪:
同样是烧红的铁,刑讯房里惨叫声声,而拔罐火疗的却赞叹频频,主动掏钱,还想再来一次。
2009年,电影《阿凡达》为非作歹的那一年,我已经在读大三,严重缺乏睡眠和饮食的大学生活,给我的知识带来了爆炸性的增长,不过鉴于人工智能所需的实践条件更低(一台电脑),我已基本着力于软件、深度学习算法之类的东西,量子方面我可以考证的,也基本是这些了;
2016年,中国抢先把量子试验卫星墨子号送入轨道;同年,阿尔法狗代表人工智能第一次战胜人类围棋冠军,成功将深度学习引爆,人类文明进程加速到第四次工业革命的大门前。
量子计算机也在加紧步伐,能否与人工智能、新能源材料等几大前沿技术同步,把人类推向科幻的未来,就让我们拭目以待吧。
单光子 https://www.youtube.com/watch?v=Vt84rSJa7VI (国内无法正常访问)
只想了解,不深入考究的话,不得不说一个人:
李永乐 https://www.youtube.com/channel/UCSs4A6HYKmHA2MG_0z-F0xw (国内无法正常访问)抖音、B站等应该也有
要了解更清楚一点,还是耐心看完我的系列科普文章吧