最近学术界炸了个“百年大新闻”——爱因斯坦和玻尔吵了快一百年的“光到底是波还是粒子”的问题,被中国科学技术大学潘建伟院士团队的一个实验,给“钉”死在了量子力学的框架里。
这事得从光的“双重人格”说起。上世纪初科学家发现,光有时候像水波,穿过两道狭缝能在屏幕上留下明暗相间的“斑马线”(干涉条纹);有时候又像弹珠,打在金属板上能把电子“撞”出来(光电效应)。就像一个人既是医生又是画家,你想同时看清他的两副面孔,偏生大自然给了个“二选一”的规则——这成了物理学界的“世纪谜题”。
爱因斯坦和玻尔的争论,就卡在这“二选一”上。爱因斯坦坚信:“肯定有更聪明的方法,能同时测出光子的路径和保留干涉条纹。”玻尔却摇头:“别想了,微观世界的终极规则就是‘不能两全’——你测到了路径,就会破坏它的波动性;要保留条纹,就别想知道它怎么走的。”
这场“神仙打架”从1927年吵到2025年,直到潘建伟团队掏出了“终极实验”:用原子当“活狭缝”。原子轻得像羽毛,光子撞上去时,原子会跟着振动——科学家通过监测原子的振动方向,就能精准“追踪”光子的运动路径;而屏幕上的干涉条纹,又能直接看出光的波动性。
结果跟玻尔的预言一模一样:当科学家通过原子振动“抓”到光子的路径时,屏幕上的“斑马线”唰地消失了;等条纹重新清晰,原子的振动数据又变得模糊,根本没法还原光子的“行踪”。就像你用相机拍奔跑的兔子,对焦在兔子身上,背景就糊了;对准背景,兔子又成了残影——大自然早给这事定了“死规矩”。
有人说“爱因斯坦输了”,但其实这场争论从来不是“谁对谁错”的赌局。爱因斯坦的质疑像一把“手术刀”,逼着科学界不断叩问微观世界的边界;玻尔的构想像一把“钥匙”,直接打开了量子力学的大门。潘建伟团队的实验,不过是把这场百年争论的“结论”,用最直观的方式摆到了所有人面前。
更重要的是,这场“吵架”的遗产早就变成了我们身边的“黑科技”:现在量子计算机能秒算普通电脑算几年的问题,量子通信能让信息“绝对安全”,甚至未来的量子传感器能“看清”细胞里的分子运动——这些,都是爱因斯坦和玻尔当年“吵”出来的成果。
说起来也巧,百年前两位科学巨擘的“意气之争”,最后成了人类通向量子时代的“路标”。而中国科学家的这个实验,不光终结了一场百年争论,更让我们离那个“算力超群、通信无忧”的量子又近了一步。
其实说到底,科学从不是“非此即彼”的游戏。爱因斯坦的深刻质疑、玻尔的革命性构想,加上中国科学家的实验验证,共同拼出了微观世界最真实的模样——而这,或许就是这场百年争论最珍贵的意义。
本文标签:
广告发布网温馨提示: