惠勒延遲選擇實驗的錯誤：原始裝置一個半透鏡，只能起到改變光子路徑的作用，不能反映是粒子還是波，因為不具備干涉實驗的條件。圖1：

看圖1，一個半透鏡，唯一的作用就是可能讓光子改變路徑，50%機率走A路或B路，結果只有一個要麼A亮要麼B亮。也可能100%機率走A路或B路，結果就是一直是A或B亮。還有可能100%走兩條路，這就是涉及實驗所用“光子”是否是最小單位，如果再將其分成兩半，還能不能讓接收器亮？這需要你進行1萬次實驗並記錄每一次結果進行對比。根據以上所述，無論結果如何都不具備干涉的條件。

加入第二個半透鏡後，才開始具備干涉條件。圖2：

光子經過兩個半透鏡，會出現兩個結果：反1與反3形成同相位波紋，這是因為反1與反3出現了能量不對等的情況。要麼是反3能量大於反1，要麼是反1能量大於反3。反2與反2能量應該是相等的，所以反2與反2誰也奈何不了誰而形成反相位波紋。但是我很奇怪為什麼反2與反2一定是反相位？不能是同相位進行能量變級放大嗎？圖3：

反1、反2、反3是光子反射的次數。

結論：這個實驗沒有恐怖之處，純粹就是安放一個半透鏡沒有干涉的條件，不會形成干涉。而加入第二個半透鏡，才具備干涉的條件，你什麼時候加入第二個半透鏡結果都是一樣。

第五十七章：我們現在的行為，會影響過去嗎？

《我們現在的行為，會影響過去嗎？》看到這個標題，你怎麼想的？大腦中第一感覺是什麼？

你先找找回答這個問題的關鍵是什麼？找出了以後，我敢打賭你不願意去想了。因為大多數想了這個問題的人，也覺得自己是白費腦細胞。但對於從事物理，哲學，藝術的人，想通這個問題，似乎是終極夢想。

回答這個問題的關鍵有三個點：

1、時間。過去，現在，未來，這是在描述時間。所以時間是什麼，就是首先擋在你面前的老虎。

2、行為。也可以叫觀測，意識，動作等等。這也關係到哲學的最基本問題。物質與意識誰決定誰的問題。

3、結果。因為什麼……結果咋樣……這是因果聯絡。現在我們問現在的行為，影響過去的結果嗎？因為《見微知著》是一本物理科普書籍，所以我有必要把結果轉化為物理術語。結果的物理術語就是物理定域性，和物理實在性。這也是物質遵從的規律。

各位，回答的問題的關鍵找出來了，你現在回答一下。沒有好好思考，你還是為難了。

即使你看完了我的這本書，我相信讓你回答這個問題，你也很難回答。因為一個人的意識，要將一個問題想的通，不能侷限於一個人的意識。我的意思是說，時代侷限會讓你無路可走。

就像愛氏構想“大統一理論”的時候，顯然從他一開始，就註定了他無法完成這個工作。因為什麼，大家很清楚。愛氏活著的時候，人們對於強相互作用，和弱相互作用知之甚少。

所以愛氏的工作“大統一理論”是側重引力和電磁力的統一。但我們現在的“大統一理論”是四種基本力統一到一個大的系統中。

好了，有了這個認識之後，回到我們的主題。我要介紹一下為何寫這一篇文章。還是因為你們，得感謝你們。

因為惠勒延遲實驗，使得很多人，認同現在的行為，可以影響甚至改變過去的結果。

那麼真實的世界，真的是這樣的嗎? 我覺得有必要寫這樣一篇文章，來啟發大家。你思考一分鐘，再接著往下看。

先來說明一點關於“結果”的實在性。經典物理中客觀世界的定域性和實在性於我們而言是根深蒂固的。定域性是指某個時刻，一個物體的位置是明確的。比如某個具體時間，某人只可能出現在一個地方。而定域規範不變性，更是經典理論的一個基石內容。等效原理其實也反映出定域規範不變性。

實在性是指客觀世界不依賴於意識而獨立存在。然而量子力學的結論是驚世駭俗的。玻爾認為，在量子粒子世界，所謂的定域性是不存在的，而實在性，從物理學角度也是無法確定的。

甚至於在量子力學裡，人們會認為一個量子行為的確定與不確定，必須要有意識參與，也就是人參與。比如在沒有看到薛定諤貓的情況下，認為貓處於生與死的疊加態。一旦我們看到了，貓的生與死，就是確定的。這個觀點其實是錯誤的。我們在前面的章節中有過論述，題目為《薛定諤的貓是不存在的！》，不懂的可以去閱讀一下。

量子力學的這種理論是大多數人所不願接受的。我們一般會毫不猶豫的認為這個世界是實實在在存在著的，我們看到的一切東西，都是實實在在的存在，並不會因為我們意識不到就不存在。

為了維持世界的“確定性”愛因斯坦提出隱變數理論，他認為，我們不清楚，不明確粒子的行為是因為暫時還沒找到隱藏的變數，粒子其實和乒乓球一樣是經典實在的。但後來我們也知道了，貝爾不等式的實驗結果，不支援愛氏的隱變數理論。支援玻爾的理論。

然而在愛因斯坦誕辰一百週年的紀念大會上，他當年的助手惠勒提出了一個天才的實驗。實驗首先假設哥本哈根學派的“意識”理論是正確的。

首先發出一個光子，在其行進路線上設定一個半透鏡，那麼光子會疊加地同時沿兩條路徑前進。再將兩路光線會合。如果不選擇觀測，則光子會在螢幕上打出一個點。如果再加入一面半透鏡，即人的“意識”選擇觀測，則會在螢幕上打出干涉條紋。

一切都按惠勒的設計完美地進行，人們精確地在光子通過了第一面半透鏡即將打到螢幕前突然加入了又一面半透鏡。人們緊張地等待著結果，神奇的現象出現了，螢幕上果然打出了干涉條紋，由於加入第二面半透鏡的行為是人的意識可以隨意控制的。 這意味著人的“意識”可以改變事物的歷史。

關於這個實驗更通俗的解釋，還可以這樣來說。【電子雙縫實驗】電子似乎是能知道我們是不是在觀察，然後選擇怎麼穿過細縫？

那我們就延遲觀察：在電子穿過縫隙之前先不觀察，到它穿過之後再決定要不要觀察，這樣電子穿過細縫的時候就無法確定人類會不會觀察了，我們不就可以準確的知道電子是怎麼穿過細縫了？

但這個惠勒延遲實驗的結果是： 即使我們延遲觀察，在電子穿過細縫之後再進行觀察，電子還是呈現粒子性（只通過一條細縫）；不進行觀察，電子依然呈現干涉條紋（一般認為同時透過兩條細縫）。

於是大家認為結果意味著，我們現在的選擇（觀測行為）改變了電子過去的“選擇”。也就是認為電子穿過細縫後，再重新選擇如何穿過細縫。也就是說，我們可以在事情已經發生之後再來決定它應該怎麼發生——無論是否事情的結果在邏輯上已經在一段時間以前被決定！

各位，如果你真的就贊同了惠勒延遲實驗所得出的結論，我認為你們就是人云亦云了。你們自己其實沒有去想這個實驗的細則，只看別人得出的結論了。

電子雙縫實驗大家已經很清楚了，出現干涉條紋的條紋必須透過兩條縫隙，單縫隙是不可能的。

而延遲實驗，是為了看到電子是如何透過雙縫的。這樣好來解釋那種神奇的現象：“一個電子同時透過兩個縫隙！”

但這是假象，我在電子雙縫實驗解釋中說了。就說是惠勒的延遲實驗，也沒有哪個實驗說看到了電子同時穿過兩個縫隙！沒有任何一個延遲實驗看到這樣的景象。

惠勒延遲實驗只是反映出結果，沒有過程。沒有過程的結果，就導致現在人們的認識——現在的行為能影響過去的結果。

也就是說，惠勒延遲實驗，當對電子不進行觀察，電子依然呈現干涉條紋。觀測時，不呈現干涉條紋。這和普通的電子雙縫實驗的結果有區別嗎？很顯然結果是沒有區別的。

所以你不能說，當我們觀測的時候，一個同時透過兩個縫隙的電子，又重新選擇了只通過一個縫隙，而不發生干涉。這是很明顯站不住腳的。這是我們的猜想。

除非我們確實看到電子同時穿過雙縫後，我們介入觀測，發現它突然詭異的拐回去選擇只通過一個縫隙！

可是事實是沒有任何一個實驗宣告，我們看到了一個電子同時穿過兩個縫隙。

我是如何解釋電子雙縫實驗的，不知道大家還記得嗎？很長的論述，其實主要得出兩個電子雙縫實驗的解釋。

1、單光子，單電子可以發生干涉，而且是自我干涉。粒子會同時表現出粒子和波的性質。但一個電子的干涉可以忽略不計，也就是你觀測不到。但一個個發射，干涉條紋會出現，這是量變到質變的認識。

2、關於觀測影響實驗結果，我的解釋是——定向影響。而且是有序的定向影響。無序定向影響是不能使得干涉條紋消失。所以在這篇文章中我否認了意識決定實驗結果。意識是一種“客觀的定向影響”，這種概念不是說意識影響了實驗結果，而是參與了實驗。

如果贊同意識影響實驗結果的話，人和一臺相機是沒有區別的。可是沒有人認為相機是有意識的。

再來說說關於時間的認識。在“時間，空間，物質的一體性說明！”的文章結尾我寫道：“在這裡我們要把時間拿出來說了，而說到時間，就要把運動拿出來說了。但運動是物質的運動，時間和運動分不開，就意味著時間和物質分不開。離開時間談物質，物質是沒有變化的！”

任何脫離時空，脫離運動的時間描述都是片面的。瞭解時間的本質，就要了解時空。這一方面理論，我們要感謝愛氏的相對論。

愛氏說過這樣的話：“對於像我們這些信仰物理學的人而言,過去、現在和未來之間的區別只不過是一種頑固持續的幻象。”顯然愛氏認為時間是不存在的。

而我要感謝愛氏的相對論，並不是說我認為時間不存在，我認為時間是存在的。

不存在的東西就證明它不存在，存在的東西就證明它存在，這是我們人類的責任。就像引力波，等了那麼久，我們終於證實它是存在的。你不理解的東西，不一定不存在！ 時間就是這樣的東西，雖然它很抽象，但還可以想象。

在《時間的本質說明》中，我說過時間是沒有箭頭的。各位這是關鍵！

過去，現在，將來這個時間箭頭，是人為的。

而且時間被我這樣定義：時間是物質在引力場中的位置以及運動速度的應變度量過程；它是物質存在的客觀形式。

進一步的闡述說明是時間的這種“應變度量過程”就是物質在引力場的運動變化的持續性和連續性的表現。在這裡要說明“應變”這個詞，指的是時間受“引力場位置”和“運動速度”影響而作出的反應。

這種應變是不以人的意志為轉移的，它是客觀的。可是為什麼連有些科學家都不願意相信時間是存在的。就在它的抽象性和意識干擾性。

從這點來說，時間是個標量的認定是對的。只有大小，沒有方向。可以為什麼時間是向前的？為什麼時間是不會停止的？

時間不會停止的原因是時空，時空存在，時間就存在！別忘了時間是組成時空的一個維度！ 更別忘了能量守恆定律！這些都指明瞭時間是一個永恆的存在！

再來說說最後一個關鍵問題：結果。也就是定域性，和實在性。其實答案很明顯了。我一直說世界是確定的，只不過確定世界的因素太多，人類不能全部把握。

也就是說因果聯絡是存在的，我們要相信這種邏輯聯絡。但有一點不要忘了，因果聯絡也具有其矛盾性。這方面哥德爾不完備定理，說的很明白，也很天才！ 因為事物自身參與其中，且不能排除。所以矛盾也是必然的，是這個世界的法則。在這本書中，絕對提到了不下5次吧。

所以各位，標題中給出的問題就解決了。我們現在的行為，不能影響過去的結果。絕對不能！時間是存在的，但沒有箭頭。過去是一個過去，過的的一切物質的定域性，和實在性不在過去，而在現在！所以你無法影響！

物質世界是客觀的，物質決定意識，意識可以反作用於物質。意識畢竟是依賴物質和能量存在的東西。所以量子力學的諸多詭異，只是我們瞭解這個世界還不夠清楚而已。

最後世界是確定的，那麼結果就是確定的。不過大家一定要深刻體會世界上唯一不變的就是變化這句話。這與我們上面所說的，沒有一點矛盾。

我在這裡，你在那裡，這是確定的。正是因為世界是確定的，我們的愛才變的有意義。這種意義教育你，遵從現在的感受，勇敢去愛，去做。不要把它放在過去和未來，那是愚蠢的！

摘自獨立學者靈遁者量子力學書籍《見微知著》。

惠勒的延遲選擇實驗得出了一個恐怖的結論“未來可以決定過去”。換句高逼格的話就是“我們選擇了這個宇宙，之後宇宙才創造了我們”。

對於這個實驗大多數人都是熟知的，在高中的時候都接觸過這個實驗。這個實驗的目的是想證明光的波動性，結果也是如願的看到了自我干涉條紋。為什麼量子力學關注這個雙峰干涉實驗哪？科學家在“光子到底是通過了哪條縫隙”的問題上發了難，量子力學哥本哈根學派給出的解釋是：光子既不是透過左縫，也不是透過右縫，而是同時通過了兩條縫隙。這種說法一經提出愛因斯坦第一個站出來反對，並把這戲稱為“上帝擲骰子”。

約翰·惠勒作為愛因斯坦的同事，在1979年為紀念愛因斯坦誕辰100週年而在普林斯頓召開的討論會上提出了延遲實驗的構想。以下是簡圖：光子從光源S出來後經過半透鏡就有兩個選擇：1路徑或者2路經，透過R1和R2觀察我們可以確定這個光子的路線；當光子經過半透鏡後已經確定它從1路線或者2路線而來，這個時候在插上B半透鏡，這個舉動就會產生干涉條紋，產生干涉條紋的前提是光子需要從1路線和2路線同時而來。

就是在一件事已經發生的情況下，再去決定讓它如何發生。這就是未來決定了過去，也就是我們的宇宙演化了一百多億年，直到被我們觀測後才確定，未來的我們影響了宇宙的過去或者歷史。這個結論聽起來很詭異，不愧是量子力學領域的。

茫茫宇宙中發生的奇蹟，勝過人們在最狂野的夢裡所能想象出來的最燦爛的焰火。——惠勒

惠勒透過對雙縫干涉實驗的進一步思考，指出了可以“延遲”光子或電子的決定，使得粒子在已經實際通過了刻有兩條狹縫的不透明板之後，再來選擇究竟是通過了一條縫還是兩條縫。延遲選擇實驗證明了，現在的行為可以改變過去的量子現象。

雙縫干涉實驗是一種驗證光子或電子等微觀粒子的波動性與粒子性的實驗：將光束照射於一塊刻有兩條狹縫的不透明板，透過狹縫的兩束光波發生相互干涉，當路程差是半波長的偶數倍時，光波的相位相同，振幅互相疊加，形成亮條紋。當振幅互相抵消，則出現暗條紋。最終在探測屏上形成了明暗相間的干涉條紋。

量子力學表明，不論光子或電子，在雙縫實驗裡，粒子抵達探測屏的位置的機率分佈由量子波函式決定，理論上單個粒子的雙縫干涉實驗仍然成立。透過使用單獨光子或電子發射器來進行雙縫干涉實驗，探測屏累積大量粒子之後，也會顯示出熟悉的干涉圖樣。證實了，單個光子或電子可以同時透過兩條狹縫，並且自己與自己干涉。這就是雙縫實驗最詭異的結論。

“延遲選擇實驗”其實是雙縫實驗的變形，惠勒根據半鍍銀的反射鏡有50%的可能性反射或透射光子的特性，將其代替了雙縫。首先把半透鏡P擺成45度角，那麼光源發出的光子將分為兩路，PA反射，PB透射。在反射和透射的光路上各放置一塊全反射鏡A和B，使光子經過反射之後，兩條光路交匯到C點，然後進入探測器。

第一次實驗，紅圈C點不放置半透鏡，光子從鐳射源射出，透過探測器發現，一半的光子進入了探測器X，另一半進入了探測器Y。這說明，50%的光子走了PA路，50%走了PB路，顯然可以確定光子所經過的條路徑。

第二次實驗，紅圈C點放置半透鏡P´，PA和PB每條路徑的光子將再分為兩路，意味著交叉垂直的兩路光又合併到了一個方向，這會造成光子的干涉，探測器X和Y處都會看到干涉條紋。即使光子一個一個發射，干涉條紋依然存在，同雙縫干涉實驗一致，說明了每個光子是同時走PA和PB兩條路徑，到達C後再與自己發生了干涉。

透過調整相位，完全可以使得在一個方向上的光子呈反相而相互抵消。此方向上的探測器X將無法探測到光子，另一方向上的探測器Y則必定會探測到光子。

總而言之，若不在C點放置半透鏡P´，則光子就單獨沿著某一條路徑而來，反之在C點放置半透鏡P´，光子就同時經過兩條路徑。但如果在光子經過第一塊半透鏡P和全反射鏡之後，在C點放置半透鏡P´，結果還是隻有探測器Y能接收到光子，這意味著放置半透鏡P´的行為改變了光子最初所走的路徑。也就是說，現在的行為改變了過去。

惠勒延遲選擇實驗表明，任何一種基本量子現象只在其被記錄之後才是一種現象，歷史不是確定和實在的，除非它已經被記錄下來。光子在透過第一塊半透鏡到第二塊透鏡之間到底在哪裡，是一個無意義的問題，它也許不是一個客觀事實。

在薛定諤的貓實驗裡，可以設計某種延遲選擇實驗，我們就能在實驗結束後再來決定貓是死是活。甚至是引力透鏡現象，也可以設計成延遲選擇實驗，只要將望遠鏡分別對準由引力透鏡形成的兩個類星體像，利用光導纖維調整光程相位差，並將光子引入實驗裝置，就可以完成宇宙尺度的延遲選擇實驗。

惠勒延遲選擇實驗闡明瞭量子物理與經典物理在“實在性”問題上的深刻分歧，將整體論從空間延伸到時間，不僅僅空間是彼此相互關聯的，從宇宙誕生至今的全部時間，也可能是一個聯絡的整體。這引發了人們對時空理念的革新。

延遲選擇實驗是費曼雙縫實驗的變種。

在費曼雙縫實驗中，我們可以設法讓粒子一個一個地透過雙縫，然後觀察屏上是否會出現“雙縫干涉”圖樣。

我們發現剛開始的一兩個粒子落在屏上，完全是隨機的，看不出任何規律，但當穿過雙縫的粒子數N越來越大的時候，粒子在屏上的分佈會逐漸顯現出規律來，其數密度的分佈和光學裡楊氏雙縫干涉的圖樣完全一致。

在上述實驗中，我們不知道粒子是如何穿過雙縫的，即我們不知道粒子到底是從雙縫中的哪一個縫中過去的。假設我們在雙縫的後面安一個測量裝置，其目的是測量當粒子穿過雙縫的時候到底是從哪一個縫過去的。我們會發現當測量成功的時候，粒子在屏上的位置一定對應粒子穿過的那條縫，而不再會出現在屏的其他地方，換句話說“干涉”圖樣消失了。

這裡我們無需構造如何測量粒子位置的實驗裝置，我們只要設想有個擋板就可以了，擋板擋住某條縫對應的就是測量出粒子從另一條縫出射。

我們現在的實驗結果是，雙縫開啟，屏上對應的是“干涉”圖樣，擋板擋住某條縫，屏上出現的是集中分佈的圖樣，用擋板擋住雙縫中的一條縫就相當於對波函式進行測量，測量的結果是波函式坍縮在某一個縫上。

我們現在可以設想做一個“延遲選擇”的實驗，即當粒子運動到即將碰到屏上，但還沒到的時候，我們在這個時候再撥動擋板隨機地擋住雙縫中的一個縫。現在的問題是“雙縫干涉”圖樣是否還存在？

直覺上我們會認為“干涉”圖樣還在，因為我們可以透過控制擋板移動的時間來保證當我們移動擋板的時候，粒子馬上就要撞到屏了，此時在“遙遠”的雙縫處對縫的選擇性遮擋應當不影響粒子的運動狀況。

但量子力學是一種非定域（non-local）的理論，這意味著在遠方對波函式進行的測量，只要是成功的，它瞬間就會在全空間發生坍縮。

所以當粒子穿過雙縫，我們延遲一段時間對雙縫進行遮擋的時候，表示粒子運動狀態的波函式將瞬間發生改變，干涉圖樣自然就不存在了。

惠勒的“延遲選擇”實驗表明：

1.在量子力學中，物理系統的運動狀態用波函式表示；

2.波函式是複函式，符合疊加原理；

3.對波函式進行測量，意味著波函式會按一定機率瞬間坍縮到某個縫上，這裡的機率對應波函式與對應某個縫上波函式交疊部分乘積求和的平方；

4.量子力學是一種非定域的理論；

延遲選擇實驗是惠勒的一個思想實驗，他自己並沒有去做這個實驗。他提出這個實驗是為了檢驗一下光子是否能自己決定表現出“波動性”還是“粒子性”，因為根據玻爾的互補原理，一個粒子的波動性和粒子性不能同時展現出來。隨著單光子源和探測技術的成熟，這個實驗已經可以在實驗室實現了，一系列實驗結果表明，玻爾的互補原理是錯的，光子可以同時展現出波動性和粒子性。

下面這幅圖就是“延遲選擇”實驗示意圖，圖片來自維基百科網站。

惠勒提出的“延遲選擇”就是用上圖的干涉儀方法，光子從光源發出，經過第一個分光鏡，分成紅色和藍色兩條路徑，路徑在一個點匯合。如果在匯合點不加第二個分光鏡，那麼我們要麼在紅色路徑探測到光子，要麼在藍色路徑探測到光子，根據玻爾的互補原理，如果在水平方向探測到光子，那麼光子就是一直走的紅色路徑，全程保持粒子性。如果在垂直方向探測到光子，那麼光子就是一直走的藍色路徑，全程保持粒子性。但如果我們在紅色和藍色兩條路徑匯合點加一個分光鏡，它們會重新幹涉，調整好相位，會使光子只在水平方向上被探測到，根據玻爾的互補原理，發生了干涉，光子表現的是波動性，那麼它全程都是波動性，以波的而形式同時經過了兩條路徑。

但如果我們延遲一會兒，等光子經過第一個分光鏡之後，再放第二個分光鏡，那麼原本該表現出粒子性的光子難道因為第二個分光鏡突然的出現，再返回去改成波動性？這成了一種超光速通訊，違反相對論了，於是玻爾的互補原理在這裡就出現矛盾了。

放棄玻爾的互補原理，認為波動性和粒子性可以同時展現（比如只用玻恩的機率解釋，或者費曼的路徑積分），那麼邏輯上就不再有問題：光子以粒子+波的形式同時走了兩條路徑，可以干涉，打到探測器上之後，波函式塌縮，就探測到了粒子。

2012年有兩個延遲選擇實驗進一步否定了互補原理，一個英國Bristol大學的實驗：Science, 338, 634(2012)，一個是中國科學技術大學李傳峰教授組的實驗：Nature Photonics 6, 600 (2012)，它們透過控制第二個分光鏡，可以實現光子的粒子性和波動性的中間狀態連續變化，即粒子性和波動性可認為一個統一性質的兩個極端。