深度长文：现在的选择，可以改写已经发生的过去？细思极恐！

如果说物理学史上有哪个实验最让人细思极恐，双缝干涉实验绝对能排进前三。

不只是因为它诡异，更重要的是，这个实验的结果，直接动摇了我们对"因果"的认知。

说白了，你可能从来没有真正理解过"过去"和"未来"的关系。

先从最基础的版本说起。

时间回到1801年，英国有个叫托马斯·杨的物理学家，做了一个看起来很简单的实验。

实验装置说穿了一点都不复杂。

一个光源，前面放一张开了小孔的纸，再后面放一张开了两条平行狭缝的纸，最后面放一块屏幕。

如果光是粒子，就像一颗颗小球那样，穿过两条狭缝之后，应该在屏幕上打出两条亮斑，对吧？

但结果并不是这样。

屏幕上出现的，是一系列明暗交替的条纹。

这种条纹，只有波才能产生。

就像两道水波碰到一起，波峰和波峰叠加就变亮，波峰和波谷抵消就变暗，于是就形成了明暗相间的干涉条纹。

这个实验，就是著名的杨氏双缝干涉实验。

它直接证明了光是一种波，而不是牛顿说的粒子。

不过当时牛顿在科学界的地位实在太高了，托马斯·杨的实验结果被压制了几十年，他的论文都没地方发表，只能自己联系印刷厂印刷。

但真理就是真理，压是压不住的。

后来泊松亮斑、麦克斯韦方程组、赫兹实验，一个个证据都表明，光确实是一种波。

事情到这里，本来应该画上句号了。

但是，别慌，真正的诡异才刚刚开始。

时间来到20世纪初，爱因斯坦提出了光量子假说，解释了光电效应。

他说，光不只是波，也是一个个离散的粒子，也就是光子。

每个光子的能量只和频率有关，和光的强度没关系。

这个假说后来被实验证实了，爱因斯坦还因此拿了诺贝尔奖。

于是问题来了。

光既然是粒子，那双缝干涉实验里的干涉条纹又是怎么来的？

如果光是一颗颗光子，那每次只有一个光子通过双缝的话，总不能自己和自己干涉吧？

科学家们还真就做了这个实验。

他们把光的强度降到极低，低到每次只有一个光子进入装置。

按照常理，一个光子要么从左边的缝过去，要么从右边的缝过去，二选一。

这样的话，时间长了，屏幕上应该只会出现两条亮斑。

但结果让所有人都傻眼了。

即使一个个光子发射，屏幕上最终还是出现了明暗相间的干涉条纹。

这就太奇怪了。

一个光子，怎么可能同时通过两条缝，然后自己和自己干涉？

难道光子会分身术？

更诡异的还在后面。

科学家们想，既然搞不清楚光子是怎么通过双缝的，那我们就装个探测器，直接"看"一下不就行了？

于是他们在双缝旁边加了观测设备，想看看每个光子到底是从哪条缝过去的。

结果，更离谱的事情发生了。

一旦加上观测设备，干涉条纹就消失了。

屏幕上只剩下两条亮斑，光子规规矩矩地表现出粒子性。

而一旦把观测设备撤掉，干涉条纹又回来了。

这就像光子有"意识"一样，知道有人在看它，就乖乖表现成粒子；没人看的时候，就变成波到处乱跑。

你说邪门不邪门？

当然，这只是打个比方，光子不可能有意识。

但这个现象确实非常反直觉。

后来科学家们用电子做了同样的实验，结果一模一样。

电子也是这样，不观测的时候表现出波动性，出现干涉条纹；一观测就表现出粒子性，条纹消失。

这就是量子力学里著名的"观测者效应"。

对于这个现象，以玻尔为首的哥本哈根学派给出了解释。

他们说，微观粒子在被观测之前，处于一种"叠加态"。

说白了，就是粒子同时处于多种状态的叠加。

比如在双缝实验里，电子在通过双缝之前，处于"同时通过左缝和右缝"的叠加态。

正因为它同时通过了两条缝，所以才能自己和自己干涉，产生干涉条纹。

而一旦我们进行观测，这个叠加态就会"坍缩"，随机变成其中一种确定的状态。

所以我们观测的时候，电子就只能从一条缝过去，干涉条纹也就消失了。

这个解释听起来很玄乎，但它确实和实验结果完全吻合。

不过爱因斯坦就很不买账。

他说，单个电子怎么可能同时通过两条缝？这也太扯了。

爱因斯坦认为，量子力学是不完备的，肯定有什么我们还没发现的"隐变量"在背后起作用。

电子从一开始就确定了要走哪条缝，只是我们不知道而已，不是什么叠加态。

两派人吵了几十年，谁也说服不了谁。

但这还不是最诡异的。

真正让所有人都后背发凉的，是接下来这个实验。

1979年，在爱因斯坦诞辰100周年的纪念会上，物理学家约翰·惠勒提出了一个疯狂的想法。

他说，既然观测会影响结果，那我们能不能"延迟"观测？

就是说，等电子已经通过双缝之后，我们再决定要不要观测。

这样的话，结果会怎么样？

按照我们的常识，电子既然已经通过了双缝，那它走的是一条缝还是两条缝，应该已经是"过去"的事实了。

这时候再观测，总不能改变已经发生的事情吧？

但惠勒说，不一定。

他提出了一个"延迟选择实验"的构想。

简单讲就是，等光子已经通过双缝之后，我们再迅速决定要不要在后面加上观测设备。

如果加上观测设备，干涉条纹就消失；如果不加，条纹就出现。

你猜结果怎么样？

5年之后，马里兰大学的科学家真的把这个实验做出来了。

结果是，即使我们在光子已经"通过双缝"之后再加上观测设备，干涉条纹依然会消失。

反之，如果我们本来有观测设备，等光子通过双缝之后再把设备撤掉，干涉条纹又会出现。

这就太恐怖了。

这意味着什么？

意味着我们"现在"的行为，居然可以改变"过去"已经发生的事情？

光子到底是从一条缝过去的，还是同时从两条缝过去的，这件事本来应该在它通过双缝的那一刻就已经确定了。

但实验结果告诉我们，我们后来的观测行为，居然能"决定"光子当时是怎么通过双缝的。

这不是因果倒置了吗？

正常来说，应该是"因"在前，"果"在后。

光子通过双缝的方式是"因"，屏幕上有没有条纹是"果"。

但在这个实验里，我们的观测行为是在"果"发生之后才进行的，却能反过来影响"因"。

这就好像你今天看了一场电影，然后你的观看行为，居然能改变昨天电影的剧情。

你说这扯不扯？

但实验结果就是这样，不接受也得接受。

惠勒后来还把这个实验升级到了宇宙尺度。

他说，我们可以用宇宙中的天然透镜来做这个实验。

比如说，几百万光年外有一颗恒星，它发出的光要传到地球。

中间如果刚好有一个质量巨大的星系，根据广义相对论，这个星系会让时空弯曲，光线也会跟着弯曲。

于是，从恒星发出的光，就可能有两条不同的路径到达地球：一条从星系上面绕过来，一条从下面绕过来。

这就相当于一个宇宙级的双缝。

那么，我们在地球上观测这些光子的时候，会看到什么呢？

如果我们用两个望远镜分别对准上下两条路径，每个望远镜就只会接收到从对应路径过来的光子。

这时候光子表现出粒子性，不会有干涉现象。

但是，如果我们不用两个望远镜，而是用分光器把两条路径的光合并到一起，会怎么样？

按照量子力学的预测，这时候我们应该能看到干涉条纹。

光子又表现出了波动性。

但问题是，这些光子是几百万年前就从恒星出发的。

它们的路径，按理说在几百万年前就已经确定了。

为什么我们现在选择用望远镜观测，还是用分光器合并，居然能决定几百万年前光子走的是哪条路？

难道我们现在的行为，可以改变几百万年前的过去？

这就太颠覆三观了。

惠勒后来引用玻尔的话说，"任何一种基本量子现象，只在其被记录之后才是一种现象。"

说白了，在被观测记录之前，谈论光子"到底"走了哪条路，是没有意义的。

它不是一个"客观真实"。

惠勒还画了一幅著名的"龙图"来说明这个问题。

龙的头和尾巴，也就是输入和输出，都是确定的、清晰的。

但龙的身体，也就是中间的路径，却是一团迷雾，没人能说清。

你可能会说，这也太唯心了吧？难道不看就不存在吗？

其实不是这个意思。

哥本哈根诠释并不是说"意识决定物质"，而是说，观测行为本身会和量子系统发生相互作用，从而导致叠加态坍缩。

这里的"观测"，不一定非得是人类的意识去看。

任何宏观物体和量子系统发生相互作用，都可以算是"观测"。

比如说，一个光子撞到了屏幕上，这也是一种"观测"，叠加态也会坍缩。

所以，不是人的意识改变了结果，而是相互作用改变了结果。

不过，即使这样解释，延迟选择实验的诡异之处依然存在。

为什么后来的相互作用，能改变之前发生的事情？

这到底是怎么回事？

说实话，科学家们也没有完全搞清楚。

有人说，这说明在量子世界里，时间的方向并不是绝对的。

也有人说，这其实并没有违反因果律，因为我们并不能利用这个效应传递信息。

说白了，你不能通过延迟选择实验给过去的自己发消息，因为结果是随机的，你控制不了。

还有人用多世界解释来理解这个问题。

他们说，并不是未来改变了过去，而是在你观测的那一刻，宇宙分裂了。

在一个宇宙里，你看到了干涉条纹，光子走的是波的路径；在另一个宇宙里，你没看到条纹，光子走的是粒子的路径。

两个宇宙都是真实的，只是你只能身处其中一个而已。

当然，这些都还只是假说，没有被证实。

说到这里，你可能会觉得，量子力学也太扯了，完全违背常识。

但没办法，实验结果就是这样。

我们的常识，都是基于宏观世界的经验建立起来的。

而微观世界的规律，本来就和宏观世界不一样。

就像几百年前的人觉得"地球是圆的"很扯一样，我们现在觉得量子力学很扯，只是因为我们还不习惯而已。