量子力學認為「現實」本身有着古怪的特性，而這一想法再次通過實驗得以證明。科學家近日開展了一項著名實驗，證明現實的確在觀測時才會存在。
澳大利亞國立大學的物理學家們近日開展了知名的約翰·惠勒延遲選擇實驗。圖為副教授安德魯·特魯斯考特(圖左)與博士生羅曼·卡基莫夫(圖右)
新浪科技訊北京時間6月5日消息，據國外媒體報道，當我們沒有進行觀測時，宇宙就不存在。這句話來源於量子力學中的一個著名理論，認為一個粒子在過去的表現取決於我們的觀測結果。
科學家近日通過一項實驗，證明了這一理論在原子尺度上的正確性。根據量子力學定律，「外在世界」與我們自己的主觀感受之間的界限是很模糊的。當物理學家觀察原子或光子時，他們的觀測結果將取決於實驗方式。
為了驗證這一點，澳大利亞國立大學(Australian National University)的物理學家們近日開展了知名的約翰·惠勒延遲選擇實驗(John Wheeler's delayed-choice thought experiment)。
實驗內容包含一個移動的物體，該物體既可以選擇表現為粒子的形式，又可以表現為波的形式。而惠勒試驗提出的問題是——該物體要在什麼時刻決定表現為其中的某一種形式呢?
常識認為，物體要麼表現為粒子形式，要麼表現為波的形式，和我們觀測的方式無關。但量子力學認為，觀察到的物體究竟表現為粒子形式還是波的形式，僅僅取決於該物體到達終點時我們觀測的方式。而這也正是這支澳大利亞的研究團隊得到的結果。
「我們的實驗證明，觀測方式決定了一切。在量子水平上，如果你不看着它的話，現實的確是不存在的。」副教授安德魯·特魯斯考特(Andrew Truscott)說道。雖然看上去很奇怪，但實驗結果確實證明了量子理論的有效性。
量子理論主宰着微觀世界，並成為了許多科技得以發展的根基，如LED，激光和電腦晶片等。澳大利亞國立大學的研究者們沒有採納惠勒實驗最初的設想，即使用由鏡子彈回的光束，而是使用了由激光粉碎的原子。
「將量子物理中對干涉的預測應用到光上似乎有點奇怪，因為光看上去更像波，」博士生羅曼·卡基莫夫(Roman Khakimov)說道，「但原子是一種更加複雜的東西，有自己的質量，還會和電場產生反應等等，如果用原子進行實驗的話，就更奇怪了。」
特魯斯考特教授的研究團隊先是捕獲了一些氦原子，使其處於懸浮狀態，名為玻色-愛因斯坦冷凝物，然後將它們噴射出去，直到只剩下一個氦原子為止。然後讓這個氦原子下落，通過兩道排成柵欄狀的激光束。這有點類似於現實中的柵欄，可以將光線分割開，起到了十字路口的作用。
接着，實驗人員會隨機放置一道光柵，用來將原子路徑重新組合在一起。放置光柵之後，實驗人員可以觀察到相長干涉或相消干涉，就好像這個原子選擇了兩條路徑一樣。
而如果沒有放置第二道光柵，實驗人員便觀察不到任何干涉，就好像原子只走了其中的一條路徑。然而，只有當原子通過第一道「十字路口」之後，決定是否放置第二道光柵的隨機數才會確定下來。
特魯斯考特表示，如果你相信原子只選擇了其中一條路徑，或者相信原子選擇了兩條路徑，那麼你就不得不接受這樣的說法，即在未來的觀測方式會影響到原子過去的狀態。「原子並不是直接從A移動到B的。無論原子表現出波的特性還是粒子的特性，只有在終點處進行觀測時，它的選擇才會變為現實。」(葉子)
