[bbsang2]

世纪之争：爱因斯坦 VS 玻尔这个“薛定谔的光”，让爱因斯坦大为光火。他坚信宇宙是客观的、确定的，并说出了那句名言：“我无论如何也不能相信，上帝会掷骰子！” 他认为，一定有办法能绕过这个限制，既能看清光子的路径（粒子性），又能保留它的干涉条纹（波动性）。而另一位量子巨头玻尔则针锋相对，提出了互补原理”：波和粒子是光的一体两面，就像硬币的正反面，你一次只能看到一面。任何你想看清粒子路径的尝试，都会不可避免地“惊扰”它，从而抹掉它的波动性。这不只是一场物理辩论，而是两种世界观的终极对决：一边是眼见为实的经典宇宙，另一边是观测即创造的量子江湖。这场争论持续了近百年，无数实验都验证了玻尔的正确，爱因斯坦的失败，但始终没有一个能像这次MIT的实验一样，做得如此“干净”、如此“完美”。终极审判：MIT的“原子双缝”由诺贝尔奖得主沃尔夫冈·克特勒（Wolfgang Ketterle）领导的MIT团队，决定把这个思想实验做到极致。他们放弃了物理缝隙，直接动用了宇宙最基本的积木——原子。怎么做的？1. 创造“完美狭缝”：他们将超过10000个原子冷却到接近绝对零度，并用激光织成一张“光晶格”，将每个原子精准地“囚禁”在各自的位置上，形成一种叫“莫特绝缘体”的状态。每一个原子，都成了一个完美的、独立的、最小的“狭缝”。2. 发射“幽灵子弹”：他们用一束极弱的光照射这些原子，弱到可以保证“每个原子最多只散射一个光子”。现在，关键问题来了：当一个光子飞向这10000个原子组成的“超级双缝”时，会发生什么？根据他们的研究论文，答案取决于光子和原子之间的一次奇妙“互动”。如果光子凌波微步，悄然飞过，没有踩到任何原子（即没有改变原子的运动状态），那我们就无从得知它究竟被哪个原子散射了。这时，所有可能性都叠加起来，光的“波动性”尽显，干涉效应出现。这在物理上被称为“相干散射”。如果光子“踩”了一下原子，使其运动状态发生了改变（留下了“脚印”），那么我们就获得了“哪条路径信息”（Which-way Information）。这个信息本身，就足以让光的波动性瞬间“坍缩”。所有原子各自为战，干涉效应消失。这被称为“非相干散射”。也就是说，任何窥探粒子行踪的企图，都是对它波动属性的“终极背叛”。实验结果如玻尔所预言，完美地呈现了这种此消彼长的关系。当研究团队对原子的束缚力很强时，光子很难留下“脚印”，干涉效应就强。而当他们让原子波包“模糊”和扩展开时，光子留下“脚印”的可能性就大大增加，干涉效应随之减弱，直至消失。最终的判决所以MIT的这项实验，以一种前所未有的精度和清晰度，为这场世纪之争画上了句号：玻尔是对的，爱因斯坦仍然输了！你永远无法同时拥有100%的粒子信息和100%的波信息。你对其中一面了解得越清楚，另一面就必然变得越模糊。现实，并非独立于我们观察之外的客观存在。所以我们看到的世界，并不是独立于我们而存在的风景，而是我们与它互动后共同画就的一幅画。下次当你仰望星空，感叹宇宙的浩瀚时，请记住，那遥远星光抵达你眼中的一刻，不仅仅是你看见了它，也是你的“看见”，最终定义了它最后的模样。爱因斯坦或许输掉了这场辩论，但他与玻尔共同开启的这扇量子大门，至今仍在引领我们探索宇宙最深邃的奥秘。参考文献：Fedoseev, V., Lin, H., Lu, Y.-K., Lee, Y. K., Lyu, J., & Ketterle, W. (2025). Coherent and Incoherent Light Scattering by Single-Atom Wave Packets. Physical Review Letters, 135, 043601. doi.org/10.1103/zwhd-1k2t

[snowthor]

说到玻尔想起一朋友

痴迷物理曾豪言要在21世纪拿诺奖

到了21世纪却

有一半时间呆在了铁窗之后