序

近來收到不少關于量子力學相關的提問，于是抽空更新一下博客。本來想錄制視頻課程，會更形象感性，但是考慮剪輯比較費時間，還是寫博文吧。

這些年，基本專注于計算機軟件、人工智能算法方面，畢竟對于我而言，相比其他前沿技術，人工智能更有實踐條件。也許某個時間，我會做一期或幾期人工智能相關網絡課程。

本文也許會同步到頭條，但不包括相關聯的基礎知識博文。

瀏覽方法

可以用瀏覽器多標簽頁或多窗口，保留下方的知識綱要；

對于沒有電子閱讀習慣的小朋友，可以跟我要手寫原稿或掃描件打印閱讀。

知識綱要

基礎一：波與偏振

基礎二：晶體與各向異性

基礎三：折射、雙折射與光軸

基礎四：波片與圓偏振

基礎五：光的量子糾纏

基礎六：格蘭·湯普生棱鏡

參考一：雙縫干涉與波長測量

參考二：雙縫干涉進（變）化（態）史

參考三：容易誤解讀的量子擦除實驗

正文

世界變革，日新月異。

越來越多的人對量子、時空感興趣，原因估計是以下兩種情形：

1.不小心看到了傳媒的煽動性短視頻（改變過去之類的）

2.聽了一些成功學大師的講座

我們直接定位到關鍵的實驗——量子延遲擦除實驗，然后相關的知識點再從知識綱要中查閱；

實驗是這樣的：

激光經過雙縫，然后非線性BBO（偏硼酸鋇）晶體產生降頻的糾纏光（參見光量子糾纏）；

格蘭·湯普生棱鏡將不同偏振光分別折射往不同方向（參見格蘭·湯普生棱鏡）；

在上路，透鏡縮小兩列光的角度，探測器D0做X方向掃描檢測；

在下路，棱鏡加大兩列光的角度，經過半透鏡BS1和BS2后，反射光分別用D3和D4探測，即判斷光經過了哪個縫；

半透鏡透射的光則繼續傳播，經過反射鏡Ma和Mb后，在半透鏡BS3處匯合，分別用D1和D2探測，此時路徑被BS3擦除，無法確定光的路徑；

（透鏡和棱鏡僅優化空間以便測量，不影響）

細節：

1.光的波長短，致使干涉區域很長，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域前；

2.與量子擦除實驗一樣，采用單光子，探測器D1到D4只能有一個有信號，與D0偶合計數（參見量子擦除實驗；也可能沒有，即沒有產生糾纏光子，或被吸收）；

3.探測器D0做X方向掃描，與其他探測器有信號時對比，統計偶合信號量即可知道相應的強度（光子數、振幅）；

現象：

1.當確定光子的路線，即D3或D4有信號時，干涉圖像消失

2.當D1和D2有信號，即路徑信息被擦除時，干涉圖像又出現

3.更詭異的是，路徑部分的探測器，比D0的距離長8納秒，也就是這個是后來擦除或檢測的路徑信息，而D0是先行的探測；

圖左中右分別是D0和D1、D2、D3的偶合計數，以及擬合曲線，論文：

該論文在國內可以通過arxiv匿名下載：

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

討論

量子論真的很像玄學。

它給人帶來無限的想象力、進而拋磚引玉，點燃無限的智慧，同時也帶來無限的爭論。

這里不得不說一個論述：測不準原理，即不確定性原理；

我們通常用旋轉操作的不對易性比喻，做3d建模的同學就容易理解了：

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

先繞X轉90度，再繞Z轉-90度

先繞Z轉-90度，再繞X轉90度

結果發現，兩個一樣的操作，得到不同的結果；

所謂的測不準原理類似，海森堡（Werner Karl Heisenberg）發現先測量量子的位置ΔX再測量其動量（質量×速度）ΔP與相反順序得到的是兩組不一樣的結果，而這種不一致并非測量儀器精度可以修正。

（武德點到為止）

最大的幾個爭議：

1.根據愛因斯坦的相對論，光子的速度趨向于光速，其時間和空間縮小趨向于零，因此不能說先后因果被倒置；

2.跟相對論一樣面臨回到過去的時間悖論，只是更尖銳

3.如果把上路也替換為下路的結構，那么將會是誰擦除誰呢？

關于第三點，在我大二的時候（2008年）有糾結過，同年接觸了人工智能，就沒有深究；在2021年（去年）真的有人發表了，這也是我第一次發現，爭論也可以發表論文，驚奇：

引發的一些有趣的爭論，如：

薛定諤的貓；

海森堡顯微鏡；

還有一些名言：

愛因斯坦：不管我看不看，月亮都在那里；上帝不擲色子；

費曼：沒有人懂量子力學；

佚名：如果能知道每個過去，就能預見未來，這只是假設，而不是觀測事實（即你無法知道每個過去，不記得是誰說的了）

這些基礎科普，不得不提一個人：李永樂

能訪問國外的同學可以在YouTube上搜，國內的B站、抖音等應該也有；

我也想聯系他爭論一番，不過沒有聯系方式

想過在他的專欄上留言或私信，不過每個平臺一兩百萬粉絲的人，不一定能看到；相信看本文的人，很多也看過他的視頻，只是我認為我講的更詳細透徹罷了。

目前看，哥本·哈根學派獲得更高的接受度，一些傳媒甚至以“愛因斯坦是錯的”為標題博眼球（不用作何評價，傳媒本質如此）；

對此大俠我多提出一些設想：

1.用α粒子（氦原子核）或β粒子（電子）在威爾遜云室（馬上就要液化的過飽和蒸汽）進行雙縫干涉實驗，這樣既有了運動軌跡，有可以確認是否有干涉條紋；

2.利用同位素做原子雙縫干涉實驗（放射性標定軌跡）

3.利用玻色-愛因斯坦凝聚態（在接近絕對零度時，物質整體表現為波的性質）進行雙縫干涉實驗；

當然，這些一樣是很多年前的想法了；

為了不使問題過于發散，討論的部分我將點到為止，下面回歸其深層次的本質：

玄學 v.s. 科學

玄學好像是日本人發明的稱呼，西方比較接近的叫神學，在中國大部分被定義為迷信；

其特點是有一個至高無上的，永恒不變的真理，或者實體；

宇宙萬物都是這個永恒的，至高無上的……（不管什么吧）決定的，其有不可測量、甚至不可感知，也無法否認；

比如上帝，我們無法確認上帝的存在，說他主宰宇宙的一切也解釋得通，我們同樣無法否認他的存在；

因此，科學后來有個論調：存在即被感知

科學則相反，沒有永恒不變的真理，只有不斷的探索、發現、進步，用可以測量的證據，使之前的結論更完善、更精確，甚至完全顛覆；

從“兩個鐵球同時著地”到“萬有引力”，再到“相對論”、“量子力學”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象，解釋舊的理論不能解釋的現象，還可以寓言未知的現象，這是我在趙展岳的《相對論導引》接受到的思想（2005年，高二，物理老師買的）；

當然，有時候科學和玄學的界限并不那么明顯了。

同時，這篇文章想要說什么？無論是上面的實驗，還是玄學與科學的區別，都已經很顯然。

（注：本文可用于短視頻創作，概不追究侵權，若能指明出處，十分感謝）

總結

以上是生活随笔為你收集整理的量子物理导引的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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