 98年之后，愛因斯坦還是在這場關于現實本質的“世紀豪賭”中，輸給了他的老對手尼爾斯·玻爾。 是的，你沒看錯。這場始于1927年，堪稱物理學史上最星光熠熠的巔峰對決，終于被麻省理工學院（MIT）的科學家們用一種匪夷所思的方式，畫上了句號。他們沒有用復雜的公式，而是直接“搭建”了一個微觀宇宙，讓我們親眼見證了愛因斯坦的“上帝”，到底擲不擲骰子！這項研究發表在7月22日《物理評論快報》上。 一切的開端：一個讓所有物理學家都“精神分裂”的實驗 故事要從那個讓牛頓掀棺材板的“雙縫實驗”說起。 你拿著一把能發射微小顏料球的槍，對著一堵有兩條縫的墻狂掃，墻后面會留下什么？沒錯，兩條杠。這是“粒子”該有的樣子，一顆是一顆，規規矩矩。 但如果你把槍換成水波發射器，結果就大不相同了。水波會同時穿過兩條縫，然后相互干涉，在后面的墻上形成明暗相間的條紋圖案。這是“波”的獨有標志。 最詭異的事情來了。當科學家把“子彈”換成單個光子時，它本應像粒子一樣，一次只穿過一條縫。可結果，墻上出現的竟然是波的干涉條紋！仿佛那個小小的光子，擁有了分身術，同時穿過了兩條縫，然后自己和自己玩起了干涉游戲。 光，到底是彬彬有禮、遵守秩序的“粒子先生”，還是隨性浪漫、無處不在的“波小姐”？ 更讓人崩潰的是，如果你在縫上裝個“攝像頭”，想看看光子到底走了哪條路，干涉條紋就瞬間消失了，光又變回了規矩的粒子，只留下兩條杠。 這種“你一看，我就變”的特性，就是“波粒二象性”。它暗示了一個驚人的事實：在量子世界里，觀測行為本身，就是創造現實的一部分！  世紀之爭：愛因斯坦 VS 玻爾 這個“薛定諤的光”，讓愛因斯坦大為光火。他堅信宇宙是客觀的、確定的，并說出了那句名言：“我無論如何也不能相信，上帝會擲骰子！” 他認為，一定有辦法能繞過這個限制，既能看清光子的路徑（粒子性），又能保留它的干涉條紋（波動性）。 而另一位量子巨頭玻爾則針鋒相對，提出了互補原理”：波和粒子是光的一體兩面，就像硬幣的正反面，你一次只能看到一面。任何你想看清粒子路徑的嘗試，都會不可避免地“驚擾”它，從而抹掉它的波動性。 這不只是一場物理辯論，而是兩種世界觀的終極對決：一邊是眼見為實的經典宇宙，另一邊是觀測即創造的量子江湖。 這場爭論持續了近百年，無數實驗都驗證了玻爾的正確，愛因斯坦的失敗，但始終沒有一個能像這次MIT的實驗一樣，做得如此“干凈”、如此“完美”。  終極審判：MIT的“原子雙縫” 由諾貝爾獎得主沃爾夫岡·克特勒（Wolfgang Ketterle）領導的MIT團隊，決定把這個思想實驗做到極致。他們放棄了物理縫隙，直接動用了宇宙最基本的積木——原子。 怎么做的？ 1. 創造“完美狹縫”：他們將超過10000個原子冷卻到接近絕對零度，并用激光織成一張“光晶格”，將每個原子精準地“囚禁”在各自的位置上，形成一種叫“莫特絕緣體”的狀態。每一個原子，都成了一個完美的、獨立的、最小的“狹縫”。 2. 發射“幽靈子彈”：他們用一束極弱的光照射這些原子，弱到可以保證“每個原子最多只散射一個光子”。 現在，關鍵問題來了：當一個光子飛向這10000個原子組成的“超級雙縫”時，會發生什么？ 根據他們的研究論文，答案取決于光子和原子之間的一次奇妙“互動”。 如果光子凌波微步，悄然飛過，沒有踩到任何原子（即沒有改變原子的運動狀態），那我們就無從得知它究竟被哪個原子散射了。這時，所有可能性都疊加起來，光的“波動性”盡顯，干涉效應出現。這在物理上被稱為“相干散射”。 如果光子“踩”了一下原子，使其運動狀態發生了改變（留下了“腳印”），那么我們就獲得了“哪條路徑信息”（Which-way Information）。這個信息本身，就足以讓光的波動性瞬間“坍縮”。所有原子各自為戰，干涉效應消失。這被稱為“非相干散射”。  也就是說，任何窺探粒子行蹤的企圖，都是對它波動屬性的“終極背叛”。 實驗結果如玻爾所預言，完美地呈現了這種此消彼長的關系。當研究團隊對原子的束縛力很強時，光子很難留下“腳印”，干涉效應就強。而當他們讓原子波包“模糊”和擴展開時，光子留下“腳印”的可能性就大大增加，干涉效應隨之減弱，直至消失。 最終的判決 所以MIT的這項實驗，以一種前所未有的精度和清晰度，為這場世紀之爭畫上了句號：玻爾是對的，愛因斯坦仍然輸了！ 你永遠無法同時擁有100%的粒子信息和100%的波信息。你對其中一面了解得越清楚，另一面就必然變得越模糊。現實，并非獨立于我們觀察之外的客觀存在。 所以我們看到的世界，并不是獨立于我們而存在的風景，而是我們與它互動后共同畫就的一幅畫。 下次當你仰望星空，感嘆宇宙的浩瀚時，請記住，那遙遠星光抵達你眼中的一刻，不僅僅是你看見了它，也是你的“看見”，最終定義了它最后的模樣。 愛因斯坦或許輸掉了這場辯論，但他與玻爾共同開啟的這扇量子大門，至今仍在引領我們探索宇宙最深邃的奧秘。  參考文獻： 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. https:///10.1103/zwhd-1k2t |
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