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不否认，量子延迟选择实验的结果，确实让人觉得不可思议；但这仅限于正统量子力学下的解释，可是目前，我们除了接受正统解释之外，别无他法。 基础知识：双缝干涉实验 延迟选择实验被解读为“未来改变现在”，也就是“因果关系”被颠倒，至于这个理解对不对，或许不同的人有不一样的见解，就让我们来深入看看，这个实验中究竟是如何颠倒因果的吧！  量子双缝干涉实验，已经颠覆了我们的世界观，量子力学的正统解释（即哥本哈根诠释）为粒子同时穿过了两条缝，然后在屏幕上进行自我干涉。这是波动学说的解释，当然你也可以从粒子学说的角度，用不确定性原理来解释。 之所以先谈双缝干涉实验，是因为双缝实验中，包含了量子力学的精髓，如果你没有接受和理解双缝实验，那么对于量子延迟选择实验，是不可能看懂的。 量子延迟选择实验 在1979年，普林斯顿大学纪念爱因斯坦诞辰100周年，物理学家约翰·惠勒在会议上首次提出“量子延迟选择实验”，震惊了科学界。  延迟选择实验，本质上是双缝实验的延伸，但是得到的结论，却让科学家为难了。 实验是这样的：  （1）利用半镀银的反射镜（反射50%的光线和透过50%的光线）来代替双缝，如上图所示，光子有50%的概率透过反射镜或者被反射，这个概率完全取决于量子随机； （2）然后我们在两条路径上均放置一块全反射镜，再汇集到一起，进行光子检测； （3）我们可以精确安排光子的波长和相位，还有路径的光程，使得透过和反射的光，在检测屏处进行干涉，从而使得光只在一个方向进行输出，比如只在右边屏幕进行输出； 以上准备并无特别之处，用波动光学就可以进行解释，实验过程也很容易实现。 但是！！！我们来讨论，光子枪发射单个光子时，问题就变得复杂啦！ 经典力学诠释： 单个光子是独立的个体，经过半透镜时，要么被反射，要么透过，这是一个随机过程；对于单个光子来说，要么走了路径1，要么走了路径2；如果我们持续地发射“单个光子”，那么右边屏幕和下方屏幕均会出现一个光斑，这是半透镜把光子平均分成了两路的缘故。 量子力学的解释： 量子力学的哥本哈根诠释认为，单个光子经过半透镜时，量子随机必定造成光子在两条路径上进行叠加，然后在终点进行干涉，也就是说单个光子必定同时走了两条路径；如果持续地发射单个光子，最后也会在右边形成干涉图样，下方不会检测到光子。 改进实验 到这里，我们已经看到经典力学和量子力学的不同了，但本质上还是双缝干涉实验，接下来才正式进入延迟选择实验： 继续改进实验，我们不是难以确定光子到底走了哪条路径嘛？  那好，我们在两条路径（全反射镜之后）中，各放入一个光子检测器，那么请问：这时候光子还会发生干涉吗？我们会检测到光子的两个分身吗？ 深刻理解量子力学的人，马上可以下结论，一旦我们进行检测，光子的波函数就会坍缩，干涉肯定会消失，又会变成经典力学的情况。 没错，这里和双缝干涉实验本质上还是一样的，实验结果符合量子力学预言。 接下来，才是延迟选择实验的精髓： 继续我们的实验，我现在等光子已经走过半透镜后，也就是说光子已经选择了走哪条路后，我们再选择是否放入光子检测器（弄得好像我们在和光子捉迷藏似的），那么会出现什么情况呢?  现在的情况，就不好说了，之前量子力学的杀手锏——波函数坍塌，好像解释起来也很牵强。自从物理学家约翰·惠勒提出延迟选择试验后，科学界引起了一阵热议，都在期待着实验结果。 5年后，科学家首次完成了延迟选择实验，实验结果表明，我们放置检测器的时间，并不影响实验结果，也就是说：就算你在光子作出选择后，再放置检测器，都会导致波函数的塌缩，和干涉图样的消失。  我们来理清思路： （1）不放置检测器：光子同时走了两条路线； （2）光子走过半透镜前放置检测器：光子坍缩成经典力学的情况； （3）光子选择路径之后再放置检测器：此时光子已经开始同时走两条路径了，然后再塌缩成经典力学的情况； 其中的因果关系：光子选择走一条路径，还是同时走两条路径，居然可以在已经做了选择之后，再由我们是否放置探测器来决定，这明显是违背前因后果关系的。 更致命的是，延迟选择实验并没有限制其中的时间差，比如我们可以利用天文学上的引力透镜效应，做成一个跨天纪的延迟选择实验，使得我们现在的行为，去决定遥远光子在数亿年前的选择，至少理论上是可行的，这想起来真是不可思议。  以上，就是延迟选择实验的通俗解释，从某种角度来说，延迟选择实验似乎违背了“前因后果率”，可我们现在除了接受正统量子力学诠释外，的确没有更好的解释！ 根据宇宙大爆炸学说，在138亿年前，我们宇宙的一切都是聚集到一起的，或许其中的某些联系，一直关联到现在，无论我们相距多远，至少我们曾经是一个整体。  又或许正是这种联系，使得大爆炸初的状态，决定了我们现在的一切……打住！打住！！ |
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