延遲選擇實驗：現在的選擇，可以影響過去早已發生的事情！

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「對於像我們這些信仰物理學的人而言,過去、現在和未來之間的區別只不過是一種頑固持續的幻象。」—阿爾伯特.愛因斯坦

簡單回顧歷史

從十七世紀開始，科學的發展和對光的本質的研究就緊密地聯繫在一起。牛頓(Isaac Newton)曾斷言光是由粒子組成的；和他同時代的著名科學家惠更斯(Christiaan Huygens)持不同觀點——他認為光的本質是波動。現代的量子物理學家認為，兩者的觀點都是正確的。光既可以被視為粒子，也可以被視為波。光的這兩種不同特徵會在物理實驗中不同程度地表現出來，它取決於光的哪一種性質在實驗中被測量。這種「波粒二象性「是量子力學最基礎的原則之一。它挑戰著人類的常識認知：一種物質是否可以同時具有兩種相互衝突的性質？

二十世紀七十年代，美國的物理學家惠勒(John Archibald Wheeler)將這種量子力學中的最本質的不確定性比作「煙霧纏繞的巨龍」 （Great Smoky Dragon）：人們可以看到巨龍的尾巴，它是粒子產生的源頭；也可以看到巨龍的頭，它是實驗測量的結果。但是巨龍的身體卻是被煙霧纏繞著的，並且人們永遠無法驅散這些煙霧：實驗測量的方式決定實驗所研究的現象。為了具象地展示這種物理概念，惠勒提出了著名的延遲選擇思想實驗。在這個思想實驗中，對粒子性和波動性的界定被延遲到了測量階段。

我們知道，物理學中有趣的實驗是雙縫干涉實驗，它證明了光具有波粒二象性；更有趣的實驗是單粒子雙縫干涉實驗，它表明：物體在產生與探測的奇怪過渡間，可能並不是明確存在的，甚至不是真正的粒子，我們無法得知其確定位置和路徑，直到我們去觀察探測從而導致波函數塌縮後；最有趣的實驗便是單粒子雙縫干涉實驗的延伸實驗——延遲選擇實驗了，因為這個實驗不但神奇，簡直就是神秘，不可思議，無法理解，它能顛覆我們對整個世界的認識，甚至打破我們所認為的因果律。

單粒子雙縫干涉實驗

在這個實驗中，一個光子射向一面有兩條縫的紙板，後面有一個屏幕會顯示光子穿過那一條縫隙。奇怪的事情發生了，如果我們不做任何觀察，後邊的屏幕會顯示這一個光子同時穿過了兩個縫隙，但是當我們拿眼睛或者用儀器記錄光子到底穿過那一條縫隙的時候，實驗結果表明，光子只從其中一個縫隙穿過。

狡猾的光子好像知道了人類正在偷偷觀測它。人的觀測影響了實驗結果！這還不是令人驚訝的，它還意味著我們可以改變過去已經發生的事情。我們來看這個實驗宇宙尺度的解釋。

我們想像有顆恆星在億萬年前朝地球發射出一個光子，中間隔了一個星系，由於引力透鏡效應(gravitational lensing)，那個光子得繞過星系彎曲才能抵達地球，這裡有兩條道路，類似上面的雙縫。它在經過星系時候，我們不做觀測，光子肯定同時經過兩條道路，但是億萬年後，光子即將到達地球的時候，我們在星系的兩端架上望遠鏡，選擇偷看那個即將到來的光子，好看清光子走了哪條路徑到地球，結果顯示它只會二選一，只穿過其中一個道路。

這是什麼意思?這個意思是我們用以觀測「當下」的方法會影響億萬年前光子走的路徑。我們現在的選擇，影響了過去早已發生的事情。

一切都沒有道理，可這對量子物理學而言到是很常見的情形，不論我們能不能理解，這都是真的。這個實驗也許揭示了不存在什麼過去、現在和將來，也就是我們可以衡量與理解的時間，其實並不存在。

延遲選擇實驗

上面雙縫干涉實驗取決於人的觀察，那就有科學家不樂意了，你光子不是很狡猾，能知道我是不是在觀察，然後選擇怎麼穿過細縫么？不要緊，那我就延遲觀察：在光子穿過縫隙之前先不觀察，到穿過之後再決定要不要觀察，這樣光子穿過細縫的時候就無法確定人類會不會觀察了，我們不就可以準確的知道光子是怎麼穿過細縫了？

在愛因斯坦誕辰一百周年的紀念大會上，他當年的助手惠勒提出了一個天才的實驗。實驗首先假設哥本哈根學派的「意識」理論是正確的。首先發出一個光子，在其行進路線上設置一個半透鏡X，那麼光子會疊加地同時沿兩條路徑A和B前進。再將兩路光線會合。 但是實驗結果出乎意料，即使我們延遲觀察--在光子穿過細縫之後再進行觀察，光子還是呈現粒子性（只通過一條細縫）；不進行觀察，光子依然呈現干涉條紋（同時通過兩條細縫）。這個結果意味著，我們現在的選擇（觀測行為）改變了光子過去的「選擇」。

也就是說，我們可以在事情已經發生之後再來決定它應該怎麼發生——無論是否事情的結果在邏輯上已經在一段時間以前被決定！！！！！！

下圖中最上面的部分，在終點之處看到的是光的粒子性。在圖中下面部分，終點處又插入一塊半透鏡，讓光形成自我干涉，可以在一個方向上看到干涉條紋，另外一個方向上通過調整位相使得在這個方向上的光子呈反相而相互抵消

惠勒是愛因斯坦的同事、理查德·費曼的導師、最有名的物理思想家之一(提出萬物皆是信息的思想)、最早使用黑洞這一名詞稱呼「黑洞」的物理學家。

在惠勒提出構想5年後，馬里蘭大學的Carroll O Alley和其同事當真做了一個延遲實驗，其結果證明，我們何時選擇光子的「模式」，這對於實驗結果是無影響的；與此同時慕尼黑大學的一個小組也作出了類似的結果。

在這個最新版本中，研究人員使用義大利航天局的馬泰拉激光測距天文台(MLRO)的裝置分割了一束激光脈衝，因此光子可以採取較短的路徑，或者以更複雜的繞遠的方式前進。激光通過的距離：從地面到外層衛星，再反射會地面。該實驗就像最開始說的，再一次驗證了事後的選擇，決定了光子之前的行為。

宇宙大尺度延遲選擇實驗

70年代末，瓦爾希等人用光學望遠鏡發現了一對類星體。它們的亮度差不多，光譜中有相同的發射譜系，曾被認為是兩個不同的類星體。然而現已證明，二者實際上是一個類星體由於引力透鏡原理所成的兩個像。而這個雙像是在地球上進行宇宙尺度的延遲選擇實驗的天然光源。科學家將望遠鏡分別對準兩個類星體像，利用光導纖維調整光程差，並將光子引入實驗裝置，完成了星際規模的延遲選擇實驗。實驗結果進一步表明，我們是否插入第二塊半鍍銀鏡B，決定了上億光年前就已發出的光的路線，物理世界的定域性在此被徹底推翻。

面對實驗結果，人們要麼保留實在性，要麼保留定域性，二者至少必須放棄一樣。這種選擇是痛苦的，大多數人並不表態，只能默認這樣的結果，妥協的結果就是放棄了實在性。因為這似乎是唯一的選擇。客觀世界不是實在的，這個結論只能讓人徹底瘋狂，但也只能無奈地接受，或許世界真像愛因斯坦疑惑的，「月亮難道只有我在回頭看它的時候才存在嗎」。

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