序

近來(lái)收到不少關(guān)于量子力學(xué)相關(guān)的提問(wèn)，于是抽空更新一下博客。本來(lái)想錄制視頻課程，會(huì)更形象感性，但是考慮剪輯比較費(fèi)時(shí)間，還是寫(xiě)博文吧。

這些年，基本專(zhuān)注于計(jì)算機(jī)軟件、人工智能算法方面，畢竟對(duì)于我而言，相比其他前沿技術(shù)，人工智能更有實(shí)踐條件。也許某個(gè)時(shí)間，我會(huì)做一期或幾期人工智能相關(guān)網(wǎng)絡(luò)課程。

本文也許會(huì)同步到頭條，但不包括相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)知識(shí)博文。

瀏覽方法

可以用瀏覽器多標(biāo)簽頁(yè)或多窗口，保留下方的知識(shí)綱要；

對(duì)于沒(méi)有電子閱讀習(xí)慣的小朋友，可以跟我要手寫(xiě)原稿或掃描件打印閱讀。

知識(shí)綱要

基礎(chǔ)一：波與偏振

基礎(chǔ)二：晶體與各向異性

基礎(chǔ)三：折射、雙折射與光軸

基礎(chǔ)四：波片與圓偏振

基礎(chǔ)五：光的量子糾纏

基礎(chǔ)六：格蘭·湯普生棱鏡

參考一：雙縫干涉與波長(zhǎng)測(cè)量

參考二：雙縫干涉進(jìn)（變）化（態(tài)）史

參考三：容易誤解讀的量子擦除實(shí)驗(yàn)

正文

世界變革，日新月異。

越來(lái)越多的人對(duì)量子、時(shí)空感興趣，原因估計(jì)是以下兩種情形：

1.不小心看到了傳媒的煽動(dòng)性短視頻（改變過(guò)去之類(lèi)的）

2.聽(tīng)了一些成功學(xué)大師的講座

我們直接定位到關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)——量子延遲擦除實(shí)驗(yàn)，然后相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)再?gòu)闹R(shí)綱要中查閱；

實(shí)驗(yàn)是這樣的：

激光經(jīng)過(guò)雙縫，然后非線(xiàn)性BBO（偏硼酸鋇）晶體產(chǎn)生降頻的糾纏光（參見(jiàn)光量子糾纏）；

格蘭·湯普生棱鏡將不同偏振光分別折射往不同方向（參見(jiàn)格蘭·湯普生棱鏡）；

在上路，透鏡縮小兩列光的角度，探測(cè)器D0做X方向掃描檢測(cè)；

在下路，棱鏡加大兩列光的角度，經(jīng)過(guò)半透鏡BS1和BS2后，反射光分別用D3和D4探測(cè)，即判斷光經(jīng)過(guò)了哪個(gè)縫；

半透鏡透射的光則繼續(xù)傳播，經(jīng)過(guò)反射鏡Ma和Mb后，在半透鏡BS3處匯合，分別用D1和D2探測(cè)，此時(shí)路徑被BS3擦除，無(wú)法確定光的路徑；

（透鏡和棱鏡僅優(yōu)化空間以便測(cè)量，不影響）

細(xì)節(jié)：

1.光的波長(zhǎng)短，致使干涉區(qū)域很長(zhǎng)，因此BBO晶體（或鍍膜）及格蘭·湯普生棱鏡等可以安置在干涉區(qū)域前；

2.與量子擦除實(shí)驗(yàn)一樣，采用單光子，探測(cè)器D1到D4只能有一個(gè)有信號(hào)，與D0偶合計(jì)數(shù)（參見(jiàn)量子擦除實(shí)驗(yàn)；也可能沒(méi)有，即沒(méi)有產(chǎn)生糾纏光子，或被吸收）；

3.探測(cè)器D0做X方向掃描，與其他探測(cè)器有信號(hào)時(shí)對(duì)比，統(tǒng)計(jì)偶合信號(hào)量即可知道相應(yīng)的強(qiáng)度（光子數(shù)、振幅）；

現(xiàn)象：

1.當(dāng)確定光子的路線(xiàn)，即D3或D4有信號(hào)時(shí)，干涉圖像消失

2.當(dāng)D1和D2有信號(hào)，即路徑信息被擦除時(shí)，干涉圖像又出現(xiàn)

3.更詭異的是，路徑部分的探測(cè)器，比D0的距離長(zhǎng)8納秒，也就是這個(gè)是后來(lái)擦除或檢測(cè)的路徑信息，而D0是先行的探測(cè)；

圖左中右分別是D0和D1、D2、D3的偶合計(jì)數(shù)，以及擬合曲線(xiàn)，論文：

該論文在國(guó)內(nèi)可以通過(guò)arxiv匿名下載：

https://arxiv.org/abs/quant-ph/9903047v1

討論

量子論真的很像玄學(xué)。

它給人帶來(lái)無(wú)限的想象力、進(jìn)而拋磚引玉，點(diǎn)燃無(wú)限的智慧，同時(shí)也帶來(lái)無(wú)限的爭(zhēng)論。

這里不得不說(shuō)一個(gè)論述：測(cè)不準(zhǔn)原理，即不確定性原理；

我們通常用旋轉(zhuǎn)操作的不對(duì)易性比喻，做3d建模的同學(xué)就容易理解了：

有一本印有字母F的書(shū)，參考系紅綠藍(lán)代表X，Y，Z，帶箭頭的是書(shū)自身參考系，初始與全局一致，如圖：

先繞X轉(zhuǎn)90度，再繞Z轉(zhuǎn)-90度

先繞Z轉(zhuǎn)-90度，再繞X轉(zhuǎn)90度

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)一樣的操作，得到不同的結(jié)果；

所謂的測(cè)不準(zhǔn)原理類(lèi)似，海森堡（Werner Karl Heisenberg）發(fā)現(xiàn)先測(cè)量量子的位置ΔX再測(cè)量其動(dòng)量（質(zhì)量×速度）ΔP與相反順序得到的是兩組不一樣的結(jié)果，而這種不一致并非測(cè)量?jī)x器精度可以修正。

（武德點(diǎn)到為止）

最大的幾個(gè)爭(zhēng)議：

1.根據(jù)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，光子的速度趨向于光速，其時(shí)間和空間縮小趨向于零，因此不能說(shuō)先后因果被倒置；

2.跟相對(duì)論一樣面臨回到過(guò)去的時(shí)間悖論，只是更尖銳

3.如果把上路也替換為下路的結(jié)構(gòu)，那么將會(huì)是誰(shuí)擦除誰(shuí)呢？

關(guān)于第三點(diǎn)，在我大二的時(shí)候（2008年）有糾結(jié)過(guò)，同年接觸了人工智能，就沒(méi)有深究；在2021年（去年）真的有人發(fā)表了，這也是我第一次發(fā)現(xiàn)，爭(zhēng)論也可以發(fā)表論文，驚奇：

引發(fā)的一些有趣的爭(zhēng)論，如：

薛定諤的貓；

海森堡顯微鏡；

還有一些名言：

愛(ài)因斯坦：不管我看不看，月亮都在那里；上帝不擲色子；

費(fèi)曼：沒(méi)有人懂量子力學(xué)；

佚名：如果能知道每個(gè)過(guò)去，就能預(yù)見(jiàn)未來(lái)，這只是假設(shè)，而不是觀測(cè)事實(shí)（即你無(wú)法知道每個(gè)過(guò)去，不記得是誰(shuí)說(shuō)的了）

這些基礎(chǔ)科普，不得不提一個(gè)人：李永樂(lè)

能訪(fǎng)問(wèn)國(guó)外的同學(xué)可以在YouTube上搜，國(guó)內(nèi)的B站、抖音等應(yīng)該也有；

我也想聯(lián)系他爭(zhēng)論一番，不過(guò)沒(méi)有聯(lián)系方式

想過(guò)在他的專(zhuān)欄上留言或私信，不過(guò)每個(gè)平臺(tái)一兩百萬(wàn)粉絲的人，不一定能看到；相信看本文的人，很多也看過(guò)他的視頻，只是我認(rèn)為我講的更詳細(xì)透徹罷了。

目前看，哥本·哈根學(xué)派獲得更高的接受度，一些傳媒甚至以“愛(ài)因斯坦是錯(cuò)的”為標(biāo)題博眼球（不用作何評(píng)價(jià)，傳媒本質(zhì)如此）；

對(duì)此大俠我多提出一些設(shè)想：

1.用α粒子（氦原子核）或β粒子（電子）在威爾遜云室（馬上就要液化的過(guò)飽和蒸汽）進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，這樣既有了運(yùn)動(dòng)軌跡，有可以確認(rèn)是否有干涉條紋；

2.利用同位素做原子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)（放射性標(biāo)定軌跡）

3.利用玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)（在接近絕對(duì)零度時(shí)，物質(zhì)整體表現(xiàn)為波的性質(zhì)）進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)；

當(dāng)然，這些一樣是很多年前的想法了；

為了不使問(wèn)題過(guò)于發(fā)散，討論的部分我將點(diǎn)到為止，下面回歸其深層次的本質(zhì)：

玄學(xué) v.s. 科學(xué)

玄學(xué)好像是日本人發(fā)明的稱(chēng)呼，西方比較接近的叫神學(xué)，在中國(guó)大部分被定義為迷信；

其特點(diǎn)是有一個(gè)至高無(wú)上的，永恒不變的真理，或者實(shí)體；

宇宙萬(wàn)物都是這個(gè)永恒的，至高無(wú)上的……（不管什么吧）決定的，其有不可測(cè)量、甚至不可感知，也無(wú)法否認(rèn)；

比如上帝，我們無(wú)法確認(rèn)上帝的存在，說(shuō)他主宰宇宙的一切也解釋得通，我們同樣無(wú)法否認(rèn)他的存在；

因此，科學(xué)后來(lái)有個(gè)論調(diào)：存在即被感知

科學(xué)則相反，沒(méi)有永恒不變的真理，只有不斷的探索、發(fā)現(xiàn)、進(jìn)步，用可以測(cè)量的證據(jù)，使之前的結(jié)論更完善、更精確，甚至完全顛覆；

從“兩個(gè)鐵球同時(shí)著地”到“萬(wàn)有引力”，再到“相對(duì)論”、“量子力學(xué)”和 呼之欲出的“弦理論”

新的理論不但能解釋舊的理論解釋的現(xiàn)象，解釋舊的理論不能解釋的現(xiàn)象，還可以寓言未知的現(xiàn)象，這是我在趙展岳的《相對(duì)論導(dǎo)引》接受到的思想（2005年，高二，物理老師買(mǎi)的）；

當(dāng)然，有時(shí)候科學(xué)和玄學(xué)的界限并不那么明顯了。

同時(shí)，這篇文章想要說(shuō)什么？無(wú)論是上面的實(shí)驗(yàn)，還是玄學(xué)與科學(xué)的區(qū)別，都已經(jīng)很顯然。

（注：本文可用于短視頻創(chuàng)作，概不追究侵權(quán)，若能指明出處，十分感謝）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的量子物理导引的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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