第37章 理解時間
「BBO晶體光源,電泵浦雷射器,SPCM,分束器,透鏡......」
「這些東西我們根本就搞不到啊,尤其是SPCM,這東西要買是需要科研或者教學資質的,有錢你也買不到。」
「還有干涉儀......」
林淺勾著手指頭數著「完成一次量子延遲擦除實驗需要的設備」,無奈嘆氣道:
「指望靠手搓是絕對不可能了......我說老哥,你是怎麼突然對這東西感興趣的?」
「怎麼說呢......」
林深揉了揉太陽穴。
「跟同步規則有關,我想要理解『量子』到底是什麼東西。」
「哦......」
林淺若有所思地點頭。
「確實......同步規則本身就跟量子力學強相關。」
「但我也沒辦法,你想復刻實驗是不可能的。」
「除非你重新去上學,考個相關專業的大學,進了實驗室,這個實驗就很好做了。」
重新考大學?
可快別鬧了......
自己沒有時間,腦子裡也沒東西,怎麼考?
靠時停作弊倒是確實可以啦,但那其實沒有任何意義......
「真沒有其他辦法了嗎?沒有公開的、科普類的活動可以參加嗎?」
「沒有,沒聽說過。」
林淺坐在高高的書桌上,晃蕩著腿。
「這個實驗還是很前沿的,不具備公開展示的條件。」
「不過......」
她像是突然想到了什麼,話鋒一轉說道:
「如果你只是想理解這個實驗的原理的話......我倒是可以講給你聽。」
理解?
這對自己來說其實沒有多大用。
因為自己並不是真的對什麼「量子原理」感興趣,純粹只是想看看這個實驗能不能滿足「看到過去」的臨界同步要求罷了。
不過看林淺一副興致勃勃的樣子,林深倒也沒有掃興。
這畢竟是她擅長的領域啊......
學霸嘛,多多少少還是有那麼一點「傳道受業」的興趣的。
「說說看?」
林深順著林淺的話說了下去,林淺則是騰地一下從桌子上跳了下來。
「那就從雙縫干涉開始!」
「其實延遲選擇實驗的所有底層原理,都是從雙縫干涉開始的。」
「我先做點道具!」
「紙板,光源,刀.......」
林淺快速找齊了所有物品,她用刀在紙板上刻出了兩條細小的縫隙,隨後把一支小小的雷射筆放在了紙板後面。
「關燈!」
林淺喊了一聲,房間裡的燈光應聲熄滅。
她一邊調整著雷射筆的角度和距離,一邊繼續解釋道:
「我們的初級教材上說光是波粒二象性的,其實這個說法是不準確的。」
「準確的說法應該是,光在路徑不被切實觀測的時候,呈現波動性。」
「而如果路徑被切實觀測,那它就呈現粒子性。」
「所有的實驗都是基於這個原理設計的......你看,現在,從雷射筆里發出的光粒子,它的路徑是不確定的,所以在通過雙縫之後,它呈現出了干涉條紋,這就是波動性。」
林深向著牆壁看去,就跟他上高中時看過的實驗一樣,牆面上出現了明顯的干涉條紋。
「這個我倒是能看懂......但你說的延遲選擇實驗是怎麼回事?」
「說延遲選擇之前我們先要說擦除實驗啦。」
林淺重新跳回了桌面上,動作輕盈,敏捷得像沒有重量的幽靈。
「雙縫干涉之後就到擦除實驗了,你看,我剛才也說了,如果在不觀測光路的情況下,光會呈現波動性,觀測,就會呈現粒子性。」
「但這個結論不是通過雙縫干涉實驗得出的,是通過擦除實驗得出的。」
「你看啊,假設我們把光子一個一個發射出來,指定一個光子只通過某一條縫隙,那干涉條紋還會不會出現呢?」
「理論上來說是不會的,對吧?」
「因為每次只有一個光子,它不可能跟任何光子發生干涉。」
「事實上也確實是這樣,當我們每次指定一個光子進入一條縫隙的時候,干涉條紋消失了,它呈現出了粒子性。」
「但......突然有一天,有人冒出了一個點子。」
「如果我不限制光子通過哪條路徑,只是確保單光子只通過單縫隙呢?」
「按理來說,這跟我之前說的實驗條件沒有任何區別,唯一的區別只是.....我們不觀測,我們不知道光子具體的路徑。」
「但,就是這個『觀測或者不觀測』的差異,讓結果變了。」
「實驗員發現,條紋再一次出現,光子又呈現出了波動性。」
「當然這只是抽象的說法,實際上實驗比這更複雜.......不過不重要啦。」
「明白.......」
林深看著牆面上微微閃爍著的干涉條紋,繼續問道:
「這真的有點說不通,單光子是怎麼幹涉的......那延遲選擇實驗呢?」
「擦除實驗還沒講清楚呢......」
林淺稍稍頓了一瞬,解釋道:
「跟你的問題一樣,擦除實驗證明了一個點----即使是單粒光子,也可以跟自己發生干涉。」
「這就證明了光子的......量子態特性。」
「即使是單粒光子,也可以處于波和粒子之間的狀態。」
「而這就構成了延遲選擇實驗的基礎。」
「在延遲選擇實驗裡,實驗員不再實時觀測,而是在光子到達終點之後再觀測。」
「簡單理解就是......」
「比如現在。」
林淺指向牆壁。
「我們給這面牆拍個照片,做個記錄。」
「現在我們是不知道光子的路徑的。」
「但如果......我們有一種能力,可以讓我們數清楚每一個光子到底從哪一條縫穿過去,那麼,在我們數清楚之後,你會發現.....」
「照片上的干涉條紋,消失了。」
「這就是延遲選擇----在量子領域,我們可以從未來,改變過去。」
「嘶......」
林深吸了一口涼氣。
他知道林淺的描述是不嚴謹的,只是為了讓自己這個門外漢能聽懂罷了。
不過這樣的描述確實很貼切。
從未來觀測,導致過去的事情被改變了??
這實在是太反直覺了......
「所以為什麼呢?」
「因為時間。」
林淺的話音落下,林深的心臟猛地一跳。
時間??
「這很難解釋.....宏觀視角里,我們總是說未來是不確定的,過去是確定的。」
「但實際上,量子力學裡,時間不一定是線性的。」
「也就是說,未來和過去,都是不確定的。」
「但在99.99%的情況下,我們能清晰地觀測到過去,所以過去就坍縮成了確定性事件。」
「只有在進行量子延遲選擇實驗時,我們在某一個區間內觀測不到過去,所以代表過去的那個光子,就保持了未坍縮的狀態,直到時間繼續推進到我們完成觀測的那一刻,它才會坍縮......」
臥槽!
林深突然有了一種醍醐灌頂的感覺。
過去也是不確定的,它之所以確定,是因為我們在觀測.....
這幾乎可以說完美解釋了「時間非線性」的判斷。
但是不是真的?
如果是這樣的話.....
那把一個人放逐到宇宙深空里,他的「感知範圍」之外的一切,豈不是都是不確定的??
心外無物。
還是「事件視界」??
一瞬間,林深的身上起了一大片的雞皮疙瘩。
一個唯心理論,和最前沿的量子力學理論,突然達成了近乎完美的統一。
那些他曾經聽過、但完全不理解的概念,在這一刻全部被串聯起來了。
時間......
這個概念在他的眼前,呈現出了完全不同的形態。
林深的身體甚至在發抖,他感覺到自己的狀態出現了明顯的異常。
下意識地,他想要暫停時間,搞清楚異常的來源。
但,也就在時停能力發動的瞬間......
他的視線停留在了牆壁上那道干涉條紋上。
而那道本來存在的條紋......
消失了。
林深的汗刷地一下冒了出來。
他解除時停,條紋再次出現。
再次暫停,條紋消失。
反覆數次,他的大腦陷入了強烈的眩暈,甚至眼睛也開始充血。
就好像他注射強化劑那一刻一樣,無數的幻覺,再一次在眼前出現。
他清楚的意識到,自己的意識正在被「改寫」。
有一道屏障......
碎了。
「這些東西我們根本就搞不到啊,尤其是SPCM,這東西要買是需要科研或者教學資質的,有錢你也買不到。」
「還有干涉儀......」
林淺勾著手指頭數著「完成一次量子延遲擦除實驗需要的設備」,無奈嘆氣道:
「指望靠手搓是絕對不可能了......我說老哥,你是怎麼突然對這東西感興趣的?」
「怎麼說呢......」
林深揉了揉太陽穴。
「跟同步規則有關,我想要理解『量子』到底是什麼東西。」
「哦......」
林淺若有所思地點頭。
「確實......同步規則本身就跟量子力學強相關。」
「但我也沒辦法,你想復刻實驗是不可能的。」
「除非你重新去上學,考個相關專業的大學,進了實驗室,這個實驗就很好做了。」
重新考大學?
可快別鬧了......
自己沒有時間,腦子裡也沒東西,怎麼考?
靠時停作弊倒是確實可以啦,但那其實沒有任何意義......
「真沒有其他辦法了嗎?沒有公開的、科普類的活動可以參加嗎?」
「沒有,沒聽說過。」
林淺坐在高高的書桌上,晃蕩著腿。
「這個實驗還是很前沿的,不具備公開展示的條件。」
「不過......」
她像是突然想到了什麼,話鋒一轉說道:
「如果你只是想理解這個實驗的原理的話......我倒是可以講給你聽。」
理解?
這對自己來說其實沒有多大用。
因為自己並不是真的對什麼「量子原理」感興趣,純粹只是想看看這個實驗能不能滿足「看到過去」的臨界同步要求罷了。
不過看林淺一副興致勃勃的樣子,林深倒也沒有掃興。
這畢竟是她擅長的領域啊......
學霸嘛,多多少少還是有那麼一點「傳道受業」的興趣的。
「說說看?」
林深順著林淺的話說了下去,林淺則是騰地一下從桌子上跳了下來。
「那就從雙縫干涉開始!」
「其實延遲選擇實驗的所有底層原理,都是從雙縫干涉開始的。」
「我先做點道具!」
「紙板,光源,刀.......」
林淺快速找齊了所有物品,她用刀在紙板上刻出了兩條細小的縫隙,隨後把一支小小的雷射筆放在了紙板後面。
「關燈!」
林淺喊了一聲,房間裡的燈光應聲熄滅。
她一邊調整著雷射筆的角度和距離,一邊繼續解釋道:
「我們的初級教材上說光是波粒二象性的,其實這個說法是不準確的。」
「準確的說法應該是,光在路徑不被切實觀測的時候,呈現波動性。」
「而如果路徑被切實觀測,那它就呈現粒子性。」
「所有的實驗都是基於這個原理設計的......你看,現在,從雷射筆里發出的光粒子,它的路徑是不確定的,所以在通過雙縫之後,它呈現出了干涉條紋,這就是波動性。」
林深向著牆壁看去,就跟他上高中時看過的實驗一樣,牆面上出現了明顯的干涉條紋。
「這個我倒是能看懂......但你說的延遲選擇實驗是怎麼回事?」
「說延遲選擇之前我們先要說擦除實驗啦。」
林淺重新跳回了桌面上,動作輕盈,敏捷得像沒有重量的幽靈。
「雙縫干涉之後就到擦除實驗了,你看,我剛才也說了,如果在不觀測光路的情況下,光會呈現波動性,觀測,就會呈現粒子性。」
「但這個結論不是通過雙縫干涉實驗得出的,是通過擦除實驗得出的。」
「你看啊,假設我們把光子一個一個發射出來,指定一個光子只通過某一條縫隙,那干涉條紋還會不會出現呢?」
「理論上來說是不會的,對吧?」
「因為每次只有一個光子,它不可能跟任何光子發生干涉。」
「事實上也確實是這樣,當我們每次指定一個光子進入一條縫隙的時候,干涉條紋消失了,它呈現出了粒子性。」
「但......突然有一天,有人冒出了一個點子。」
「如果我不限制光子通過哪條路徑,只是確保單光子只通過單縫隙呢?」
「按理來說,這跟我之前說的實驗條件沒有任何區別,唯一的區別只是.....我們不觀測,我們不知道光子具體的路徑。」
「但,就是這個『觀測或者不觀測』的差異,讓結果變了。」
「實驗員發現,條紋再一次出現,光子又呈現出了波動性。」
「當然這只是抽象的說法,實際上實驗比這更複雜.......不過不重要啦。」
「明白.......」
林深看著牆面上微微閃爍著的干涉條紋,繼續問道:
「這真的有點說不通,單光子是怎麼幹涉的......那延遲選擇實驗呢?」
「擦除實驗還沒講清楚呢......」
林淺稍稍頓了一瞬,解釋道:
「跟你的問題一樣,擦除實驗證明了一個點----即使是單粒光子,也可以跟自己發生干涉。」
「這就證明了光子的......量子態特性。」
「即使是單粒光子,也可以處于波和粒子之間的狀態。」
「而這就構成了延遲選擇實驗的基礎。」
「在延遲選擇實驗裡,實驗員不再實時觀測,而是在光子到達終點之後再觀測。」
「簡單理解就是......」
「比如現在。」
林淺指向牆壁。
「我們給這面牆拍個照片,做個記錄。」
「現在我們是不知道光子的路徑的。」
「但如果......我們有一種能力,可以讓我們數清楚每一個光子到底從哪一條縫穿過去,那麼,在我們數清楚之後,你會發現.....」
「照片上的干涉條紋,消失了。」
「這就是延遲選擇----在量子領域,我們可以從未來,改變過去。」
「嘶......」
林深吸了一口涼氣。
他知道林淺的描述是不嚴謹的,只是為了讓自己這個門外漢能聽懂罷了。
不過這樣的描述確實很貼切。
從未來觀測,導致過去的事情被改變了??
這實在是太反直覺了......
「所以為什麼呢?」
「因為時間。」
林淺的話音落下,林深的心臟猛地一跳。
時間??
「這很難解釋.....宏觀視角里,我們總是說未來是不確定的,過去是確定的。」
「但實際上,量子力學裡,時間不一定是線性的。」
「也就是說,未來和過去,都是不確定的。」
「但在99.99%的情況下,我們能清晰地觀測到過去,所以過去就坍縮成了確定性事件。」
「只有在進行量子延遲選擇實驗時,我們在某一個區間內觀測不到過去,所以代表過去的那個光子,就保持了未坍縮的狀態,直到時間繼續推進到我們完成觀測的那一刻,它才會坍縮......」
臥槽!
林深突然有了一種醍醐灌頂的感覺。
過去也是不確定的,它之所以確定,是因為我們在觀測.....
這幾乎可以說完美解釋了「時間非線性」的判斷。
但是不是真的?
如果是這樣的話.....
那把一個人放逐到宇宙深空里,他的「感知範圍」之外的一切,豈不是都是不確定的??
心外無物。
還是「事件視界」??
一瞬間,林深的身上起了一大片的雞皮疙瘩。
一個唯心理論,和最前沿的量子力學理論,突然達成了近乎完美的統一。
那些他曾經聽過、但完全不理解的概念,在這一刻全部被串聯起來了。
時間......
這個概念在他的眼前,呈現出了完全不同的形態。
林深的身體甚至在發抖,他感覺到自己的狀態出現了明顯的異常。
下意識地,他想要暫停時間,搞清楚異常的來源。
但,也就在時停能力發動的瞬間......
他的視線停留在了牆壁上那道干涉條紋上。
而那道本來存在的條紋......
消失了。
林深的汗刷地一下冒了出來。
他解除時停,條紋再次出現。
再次暫停,條紋消失。
反覆數次,他的大腦陷入了強烈的眩暈,甚至眼睛也開始充血。
就好像他注射強化劑那一刻一樣,無數的幻覺,再一次在眼前出現。
他清楚的意識到,自己的意識正在被「改寫」。
有一道屏障......
碎了。