量子世界里著名的“养猫人”,你只知道薛定谔?( 三 )


由于这一假想实验与薛定谔“猫”同样怪异 , “延迟选择实验”也被称为“惠勒猫” 。
在20世纪80年代 , 率先实现“延迟选择实验”的是阿兰·阿斯佩(Alain Aspect) 。

量子世界里著名的“养猫人”,你只知道薛定谔?

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阿兰·阿斯佩
阿斯佩是一位法国实验物理学家 , 他成功地完成了惠勒实验检验 。实验结果证明了惠勒的预言 , 即“光子显示粒子性还是波动性 , 将取决于我们以什么方式进行观察” , 这个结论正是玻尔早年提出的 。
1927年9月16日在意大利举行的物理研讨会上 , 玻尔以“互补性原理”为主题 , 做了长篇讲话 , 并利用这一原理对量子世界中所出现的几种诡异现象做出了解释 。
那次的讲话效果并不好 , 老物理学家没听懂 , 青年一代又嫌他讲话太晦涩 。量子力学刚刚问世 , 对这一理论听众并没有准备好 , 从心里就没有接受它们 , 这才是玻尔的“互补性原理”没有被大多数人所接受的原因 。
惠勒的“延迟选择实验”以及阿斯佩的实验验证恰好给“互补性原理”做出了很好的诠释 。惠勒与阿斯佩的“延迟选择实验”都具有开创性 , 成为迄今为止对量子力学基础做出最有决定性意义的实验检验之一 。接着阿斯佩又成功地完成了对贝尔理论的实验检验 。阿斯佩研究组多次取得了量子水平上的实验检验成果 , 成为这一领域中的佼佼者 。
“思考的空间”和“发问的自由”
该如何认识电子、光子和其他微观粒子的这些奇异的量子行为呢?
它们有时呈现粒子性、有时呈现波动性的这一事实 , 常令人们问起它们究竟是什么 。玻尔在他的“互补性原理”中 , 除了强调“取决于我们采取什么方式去观察它们”以外 , 他还说:“以人们寻常的眼光和传统的思维模式来询问一个光子或电子究竟是什么 , 这个问题的本身就是没有意义的 。”或者说 , “这个问题是不可能得到解答的” 。
一个好的科学理论或原理 , 只能指出一组规则 , 告诉你在这个世界上的某部分 , 哪些可以发生 , 哪些不可能发生 , 而所做出的这些预测又是反复经过观察检验的 。但是 , 任何科学都不可能告诉你“这个世界是什么” 。对这个世界 , 尤其是我们缺乏日常经验的微观世界 , 我们只能说 , “我们究竟能说些什么和不能说什么” 。
量子世界里著名的“养猫人”,你只知道薛定谔?

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“惠勒猫”实验就明确地证明了这一点 。它正确地抓住了量子现象的奇异特征 , 这一原理既给了我们“思考的空间” , 也限制了我们“发问的自由” 。
深究其原因 , 量子现象将涉及一个更为根本的哲学层面的问题 , 这就是到底什么是物理的“真实”或者物理的“实在” 。
来源:《科学史上的365天》、百度百科
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编辑:张润昕
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