什么是量子 量子有什么用途( 八 )


上述证明中的第二个缺陷是一个技术性缺陷,即在测量上它只考虑(利用位置测量)去观察光子究竟通过哪条狭缝 。这一缺陷实际上由第一个缺陷所导致,因为在正统解释对双缝实验进行测量意义上的解释时 , 它仍假设客观运动形式,如果存在,只能是连续运动 。因此,正统解释只考察了利用位置测量去观察光子究竟通过哪条狭缝,而丝毫没有想过光子的客观运动形式可以是不同于连续运动的其它形式 , 从而可能以某种方式“同时”通过两条狭缝,而我们的测量也必须设计得可以适应这种运动形式 。于是 , 正统解释始终执拗地在某条缝处进行位置测量,殊不知这正中了量子力学的计谋,它因此可以轻易地用测量投影过程来对付正统解释的这种测量探求,并成功地隐藏了量子的真实面目 。根据量子力学,这种测量将破坏光子的真实运动状态,并导致光子投影到单条缝处 , 从而不仅破坏了双缝干涉图样 , 同时也无法使我们看到光子真实的客观运动形式 。可以看出 , 正统解释论证中的第一个缺陷从根本上阻碍了人们提出不同于连续运动的客观运动形式,而第二个缺陷则进一步阻碍了人们发现这种运动的具体形式 。
一旦意识到正统解释的上述技术性缺陷,我们就可以尝试采用新的测量方式,它可以对付光子以某种方式“同时”通过两条狭缝的可能情况,并且不引发量子力学的投影过程,从而可以帮助我们窥见量子的真实面目 。实际上,人们已经发现了这种测量方式,它就是由阿哈朗诺夫等人于1993年所提出的保护性测量 。由于在双缝实验中我们预先知道光子的量子态,从而原则上可以采取相应的保护性措施,使我们既可以测量出光子真实的量子态或客观运动状态,又可以不破坏光子的量子态,从而也不破坏双缝干涉图样 。因此,我们利用保护性测量就可以在不破坏双缝干涉图样的前提下,发现光子真实的客观运动形式 。
非连续的运动
双缝实验清晰地告诉我们,微观粒子的运动是非连续的,非连续运动是自然留给我们的唯一选择 。下面我们将给出光子通过双缝的量子运动图像,但是在此之前,我们还必须再驱除人们思想中所固有的关于“同时”的偏见,因为它也一直在阻止人们去发现光子通过双缝的客观运动图像 。
我们要指出,一直被认为是正确的粒子不能同时通过双缝的结论是经不起深究的,人们对此结论中“同时”的理解只是局限在“同一时刻”这个框架内,并且将粒子不能于同一时刻处于两个不同的空间位置这一看法等效于不存在半个微观粒子这一正确事实,从而否证了连续运动之外的其他运动形式的存在,这最终导致了没有量子的正统量子观点 。实际上,我们应该抛弃关于“同时”的狭隘理解,由于双缝的缝长是有限的,而不是零 , 双缝论证中的“同时”应指极短的有限时隙,而不是同一时刻 。