量子力學裡雙縫試驗和延遲試驗中,如何發現光子只通過了一條路徑?

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無論是雙縫實驗還是延遲選擇實驗,光子都沒有隻通過一條路徑,而是同時通過了兩條路。因為光子具有波動性,自身的波函數是非定域的,所以光子是從光源出發之後,就沿著所有可能的路徑同時前行,所有路徑成為一個疊加態,也就是整個波函數在前行。在雙縫實驗裡就是同時經過兩條路徑,在延遲選擇實驗裡也是同時經過兩條路徑。

雙縫實驗裡,干涉條紋上任何一個點,光子都可以來自兩條路徑。對於延遲選擇實驗來說(如圖),用到了分光鏡,它的作用是讓之前的量子態變成兩個路徑的疊加態,這個疊加態會一直保持到光子被測量才會塌縮。無論是哥本哈根還是多世界詮釋,塌縮不代表光子只走了一條路徑,而是同時走了兩條路徑,只是在測量那一瞬間,塌縮到了一條路徑上(哥本哈根詮釋),或者說我們進入了其中一條路徑的世界,還有另一條路徑的世界(多世界詮釋)。


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