“所以,我们来做一个新的实验。”周晨举起一个手掌大小,由数十块晶体组成的立方体,“听说过量子纠缠吧?”
林雪思点点头,道:“这我还是懂一点的,毕竟当时潘院士的量子通讯卫星上新闻了嘛。”
“那就好。”周晨把薄板左侧发射电子的匣子搬到一旁,重新换回了激光笔,显示屏上重新出现了干涉条纹,“接下来的实验还是需要用光子做,毕竟纠缠态的电子不太好搞。”
他颠了颠手中的透明立方体,道:“光在通过我手上的这个装置之后,会产生一对纠缠态的光子,分别成为光子1、光子2;然后光子1射向屏幕,观察显示屏上是否有干涉条纹;光子2射向延迟观测装置。由于量子纠缠,我们观测光子2,就能知道光子1的情况。”
说完,周晨将这个立方体紧靠在薄板的右侧。
林雪思疑惑道:“这个延迟观测装置又是什么?”
“我们先把这个两条缝编一下号,分别为A缝、B缝。这个延迟观测装置,针对A缝和B缝设计了两条光路,从A缝射出的进入长度为x?的光路a,从B缝射出的进入长度为x?的光路b。”
“这两条光路的路程不同,由t=x/c(c为光速),光路a需要时间x?/c入射到检测结构,光路b需要时间x?/c入射到检测结构,我们根据最后入射到检测结构的时间,就可以知道光子2走的是光路a还是光路b。知道了光子2走哪一条光路,就能反推出它是穿过了哪个缝。”
林雪思略一思索,明白了周晨的意思:“也就是说,延迟观测装置就是通过检测时间,去得到光子是通过A缝还是B缝的信息?”
“没错没错!”周晨欣慰地点点头,孺子可教啊!
他打开了延迟观测装置的开关,这时,屏幕上的干涉条纹立刻变成了两条亮线。
“看,这很符合我们刚刚得到的结论,把电子换成光子就完全符合了;如果我们能测得光子通过哪一条缝,它就表现出粒子性,出现两条亮线;如果没有测出,它就表现波动性,出现干涉条纹。”
“是的。”
周晨打开了延迟观测装置的盒子,略做调整,之间屏幕上的两条亮线又变回了干涉条纹。
“你把它弄坏了?”林雪思好奇道。
“怎么可能!这玩意好贵的!”周晨动作一滞,“我只是调整了光路,现在光路a与光路b的长度相等了,即x?=x?。”
林雪思用奇怪的眼神看着周晨,道:“可是,这有什么意义呢?这与刚才直接在缝上观测有什么区别呢?”
“当然有区别。”周晨笑道,“你有没有注意到,在延迟观测装置上,光子2到达检测结构的时间,在光子1投射到屏幕的时间之后。”
“你,你的意思是……”
“没错,这个光子在通过双缝的时候,已经‘知道’了未来是否会被观测,然后‘决定’是否进行干涉。果出现在了因的前面。”
林雪思小口微张,感觉世界观遭受了巨大的冲击。
她有些语无伦次:“这,这怎么可能呀……有因才能产生果啊……这不符合因果律……”
“量子力学之所以难以被常人接受,正是因为它是一门反直觉的科学。”周晨微笑道,“现在,科普实验差不多结束了,我要开始真正的实验了。”
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