二十世纪诺贝尔奖得主理查‧费曼说:“我们选择检视一个完全无法以传统观点解释的现象,量子力学的中心一向有这么个问题。现实中,这个现象还只是一团谜。“ (Radin, Dean.纠结的心:量子世界的超感关体验. 纽约, Paraview Pocket Books, 2006)
“时间“是个很玄的观念,而量子物理学的世界更是奇怪。没有捷径能定义我们对逻辑的认知,并代入想法、感觉、情绪,也就是“意识“本身,以及后物主义眼中的宇宙。没有比双缝实验更能描绘这个事实,科学家们反覆操做这个实验以探索“意识“与它在塑造或影响物质世界时的角色。这个主宰物理性宇宙(牛顿式的宇宙)的角色在第二量子力学闯进这个平衡并摇撼科学的根基时被弱化了,而且至今依然如此。
因发明量子理论而在1918年获得诺贝尔奖的理论派物理学家普朗克曾说:“我认为意识是基础,物质则是它的衍生物。我们无法看透意识。我们谈论的一切,我们认为存在的一切,都假设着意识。“
还有另一个创新吊诡的实验也对我们现实的本质有强烈的暗示,更精准地说,我们称呼那个本质为“时间“。
这个实验是“延迟选择实验Delayed Choice Experiment“或“量子擦除实验Quantum Eraser Experiment“,可以被理解为双缝实验的改良版。想理解延迟实验,你得先搞懂量子双缝实验(Double Slit Experiment)。
在这个实验中,小分子的物质(光子、电子、或任何原子大小的物质)被推射向一面有两条缝的屏幕。一架高像素的相机会在屏幕另一端记录光子落下的地点。当科学家关闭其中一条缝,像机就会在录影中显示意料之内的移动规律,但是,当两条缝都被开启,就会有一个“干涉图interference pattern“出现,她们表现的就像波浪一样。即使最近被看作一种波,这也不代表实验原子的移动就是波,它们就是用那种方法移动。这代表的是同时间内,每个独立穿过两个缝的光子会互相与自己干涉,但是它能穿过一条缝,也能穿过另一条;又或者,两条缝都没有穿过。每一个单独的物质都会成为“波浪”的可能性,它的自我表现可以形成许多可能性。这就是我们得到干涉图的原因。
一个单独的物质没有任何物理性质如何可以自我表现出不同的状态,直到它被“测量“或“观察“? 再来,它如何在这么多路径里选择某种路径?当观测者选择检测、观察那一条缝隙是哪个物质穿过的时候,它的“波浪”可能性路线就会化繁为简为单一一条路径。该粒子从一个“波浪”的可能性又变回一个只走单一路线的粒子,好像它知道有人在看它似的。观察者对粒子的行动有某种影响。
你可以观察一个清晰可见的双缝实验演示/解说。
纽约时报报导,这种量子不确定性被定义为能力:“根据统治亚原子活动的量子力学定理,比如一个电子的存在有模糊状态的可能性,它可能在任何地方,或所有地方,或不存在于任何地方,直到被实验室检出器检测出或被人的眼睛看出其实质性。“
根据物理学家Andrew Truscott,一项由澳洲国家大学出版的研究的首席学者表示,该实验说明了“除非我们亲眼盯着它瞧,否则现实并不存在“。这表示我们生活在一个全息宇宙里。
延迟选择实验/ 量子擦除实验/ 时间
所以,这个讯息究竟跟时间有什么关连? 就像双缝实验解释了与“意识“相关的物质如何崩解量子波动的功能(一项有多种可能状态的物质)成为一个有清晰物理特性的物体(不再是波浪,全部有可能的状态崩塌成一种;延迟实验则解释了当下发生的事是如何影想过去,与过去发生的事。它还显示时间如何回溯,因与果如何可以被反转,以及未来如何影响过去。
就像双缝实验,延迟选择实验/量子擦除实验也被不断的被重复证实。举例来说,操做John Wheeler的延迟实验的澳洲国家大学的物理学家的实验成果最近就被刊登在< Nature Physic s >期刊上。< Science >2007年发行的年第315期第966页里记载,2007年时,法国的科学家将光子发射进一台仪器,发现光子的活动能回溯至过去并改变已经发生的事物。
量子资讯理论的先驱Asher Peres表示:“要是我们试着将一个客观的观点归入量子状态的单一系统,就会出现一个奇怪的悖论:量子效应不只模仿讯间的远距离活动,像这里看到的,也会对过去的事件在未来的动作上影响,甚至即使这些事件已被严严实实地记录了下来。“这种现象绵延不绝,而且在1978年时首次由John Wheeler带到众人面前,这也是为什么我要以他对延迟选择实验的解释来结束这篇文章。他相信这个实验是用宇宙尺度的方式可以做更好的解释。
宇宙尺度的解释
他要我们想像有颗恒星在亿万年前朝地球发射出一个光子,中间隔了一个星系。结果就是所谓的“引力透镜效应(gravitational lensing)“。那道光得绕过星系弯曲才能抵达地球,因此,它必须走上两条道路的其中一条,左右二选一。亿万年后,如果有人想架设仪器“捕捉“这个光子,导致的结果会如同上面解释的双缝实验那样,是光子会出现干涉图。这显示了光子走了其中一条路,也走了另外一条路。
你可以选择偷看那个即将到来的光子,在星系的两端架上望远镜,好看清光子走了哪条路径到地球。去测量或观察光子会从哪里来表示它只能从一个地方来。那个图就不会再是一个干涉图显示多重的可能性,而会变成一个单一聚集在一起的图显示一个方向。
这是什么意思?这个意思是我们用以观测“当下“的方法会影响亿万年前光子走的路径。我们现在的选择,影响了过去早已发生的事情。一切都没有道理,这对量子物理学而言到是很常见的情形。不论我们能不能理解,这都是真的。这个实验也揭示量子纠结会存在不管时间是否存在。也就是说,两个物质可以再一次纠结在一起,在时间里。我们可以衡量与理解的时间,其实并不存在。