视频《2021年最后一天》
扶摇视频《未解之谜-意识改变物质？颠覆认识的物理实验》解说词：
大家好，我是扶摇，欢迎和我一起探索未解之谜。
今天我要给大家介绍一个物理学中最诡异的实验之一《双缝干涉实验》。这个实验其实很简单，但是它却可以颠覆你对宇宙、时空、世界的看法。可能不少理工科的观众会说，这个实验高中课本里就介绍过了啊，就是用来证明光既是粒子又是一种波，具有波粒二相性的一个实验，这有什么特别的呢？
别急。先把这个来龙去脉说清楚了，大家再作定论。
来到物理学的世界，现代科学之父英国的科学家牛顿就是咱们不得不提的一个人物了。在《时间是幻觉》这期节目中，他就曾经隆重出场过。人类近代对于光学体系的研究就是十七世纪的时候由牛顿来建立的。
牛顿为了研究光学可以说是不顾一切，他曾经连续多天用肉眼直视太阳。干什么呀？就是为了观察人的视觉对光的感应。牛顿甚至用一根针插入自己的眼睛里，压迫眼球，以了解人的眼睛在感光中的作用。不过我们这里提醒大家，大家可千万不要模仿这种疯狂的行为。牛顿经过了大量的实验之后，提出了他对光的理解，也就是光是一种物质微粒，它总是用直线来传播的，并且光会发生反射还有折射现象。
而同一时期，英国的另一位科学家胡克提出了另外一个理论。他认为光是一种波。光波理论还得到荷兰物理学家惠更斯的支持。
牛顿和惠更斯这两位科学泰斗当时就对光究竟是粒子还是波这个事，还进行了一番辩论，但是他们谁也说服不了谁。
牛顿在1704年出版了自己的著作《光学》，他用光的波动理论来解释光的粒子性。而这时候惠更斯已经去世很多年了，没有了反驳的对手，再加上牛顿在物理世界的权威性，就让光是粒子这个说法，在今后的一个世纪里占据了主导地位，直到有一个人的出现。
英国的科学汤玛斯.杨是另一位天才。杨在13岁的时候就已经可以阅读希腊文、拉丁文、希伯来文、义大利文以及法文的书籍了。14岁的他就到剑桥大学旁听了。而第一天上希腊课的时候，不巧教课的教授迟到了。杨一看，哦，老师没来啊？他这个时候很不见外的就走到讲台上去了。人家不是要作自我介绍，而是要直接给大家讲起课来了。
过了一会儿教授来了。不过教授没有场张，而是假装自己是学生，在一边旁听了一会儿。然后他对站在讲台上的杨还提了一些问题。最后教授对着全班的同学说，如果以后我迟到的话就请杨先生先代替我上课吧。
此外杨还被认为世界上最后一个什么都知道的人。而我们今天要说的这个《双缝实验》的最初版本就是由杨发明的，所以也叫杨氏双缝干涉实验。这个实验具体说来很简单，我们只是需要一个发光源，还有一个有两条狭缝的不透明板，还有一个可探测光的探测屏就足够了。如果说光是粒子，那么大家可以想想，光通过双缝板之后，应该在探测屏上出现两道分隔号，对吧？那么如果光是一种波呢？一般说来那就会再现一个有多条分隔号组成的干涉波纹了。而实验结果很多朋友都知道，探测屏上出现了干涉波，这就证明光是一种波。
但是光的波粒性的争论到这里还没有完，因为辩论的双方都遇到了一些没法解释的现象。最后这个谜团还是由科学家更天才的人物爱因斯坦破解了。
爱因斯坦借有光电效应理论证明了光的波粒二相性。也就是说光既是一种粒子，也是一种波。
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杨氏双缝实验采用的光束有很多的光子组成。为了更好的研究光子的特性，物理学家们开始对杨氏双缝实验进行改造。1909年的时候，英国物理学杰佛瑞·泰勒爵士就降低了实验光束的强度，让每次只有一个光子发出来。而一段时间之后再去看这个探测板，这个时候他赫然发现，在探测板上还是出现了干涉条纹。
一个光子居然出现了干涉条纹，这意味着什么呢？这就是说光子自己会和自己发生干涉。也就是说在这个实验当中一个光子很可能同时穿过了两条缝，这是怎回事呢？难道说光子是孙悟空吗？还会分身？为了搞明白这个事，科学家们提出了一个想法，能不能在双缝板与探测板之间加上一个观察仪器，看一看每一个光子到底是从左边通过还是从右边通过的？这个想法看似简单，然而实验结果却是让人惊掉了下巴。
怎么呢？原来人们发现，实验结果显示，只要这个探测仪器一打开，光子就会老老实实的显示出粒子性。也就是说探测板上就只能看到两条分隔号、两条光纹。而一旦把这个观察仪器关闭的话，光子的波动性又出现了，探测板上干涉条纹又明晃晃的出现了。在观测仪器在打开和关闭的两种情况下，光子呈现出了两种不同的性质。难道说光子还可以分辩观察仪器的打开和关闭吗？小小的光子长眼睛了吗？而且这个实验还可以说是屡试不爽。
说到这里让我想起了中学时代，当时在学校上晚自习的时候，只要老师不在，大家是看小说的，吃东西的，聊天的，什么都有。但是老师一进门的时候，看到的全是埋头苦学的好学生啊。因为眼尖的同学通风报信了。
那么回到这个改进板的双缝实验，难道不是说光子小朋友们也能够知道有没有谁在观察他，然后依此展现出自己的不同特性吗？
物理学家的兴致就是被这个淘气的光子调动起来了。1979年的时候，美国的理论物理学家惠勒提出了一个思想实验，叫惠勒延迟选择实验。这个实验是双缝实验的一种变形。我们也来介绍一下。实验的器材包括一个发射光子的光源，两块一半透明，一半镀银的半反半透镜，还有两面反射镜，还有两个探测器。
实验人员会把光子发射到半反半透镜的BSE上，会有50%的透明部分透射过去，还有另外50%的概率碰到了镀银的部分就会发生反射，光就又回去了。这个时候在A、B两处分别架设好两面镜子，使得光子用来全部反射。所以无论是透射还是反射，光子都会在C点交汇。而在C点处放两个探测器。这是用来查看光子究竟是通过了哪个路径，是路径AC，还是路径BC？实验开始，大家发现每次发射完光子的时候，只有一个探测器可以探测到光子，这就是说明光子表现出的是粒子性。而粒子性就是小光子一次只走一条路，是老老实实的。
好。现在开始加码。如果我们在C点的两个探测器之间，再放上一个半反半透镜BS2，并调整BS2的这个角度，让其中的一个方向，让发射过来光子的路径被抵销掉。
我们这里假设是A点过来的方向，我们就让走AC路径的光子的干涉波被抵消。这样一来探测器A就什么都看不见了。而在这个时候，实验人员忽然发现了，在探测器B上出现了干涉图案。这什么意思呢？这就是说明，光子又变成同时走了两条路径了。如果光走了两条路径，那么就是呈现波动性了，就不是单单走一条路的粒子性了。而现在的情况是我们把A那边的路径给抵消了，光子一看：“好啊，反正你现在也不知道我是从哪儿来的了，我自由了啊。”所以它的波动性就双出现了。
我们刚才不是说这个实验叫做延迟选择实验吗？延迟又是什么意思呢？这个实验的设计就在于第二板半反半透镜BS2，大家并不是一开始就把它放在那儿了，而是在大家已知光子通过了A点之后，再随机放在那儿的。科学家们心里正打着小算盘，光子你都走了一半了，我现在要随机的，突然间的不观察你了，难道你还能突然由粒子性转变成波动性吗？而实验结果如何，估计大家都已经猜到了，只要我们放了第二块半反半透镜BS2，当光子发现自己的路径不见了的时候，它就会从粒子性变成波动性，探索器B就会立马出现干涉图案。
看到这儿大家是不是觉得挺烧脑的？其实也可以这么理解。在泰勒的双缝实验当时，观察仪器要么是开的，要么一关的。而惠勒的实验，相当于是光子穿过了双缝之后，再决定到底要不要打开这个观察仪器，大家准备给光子来一个措手不及。不过每次光子都可以迅速反应，及时调整。光子真的是躲猫猫的高手啊。实验做了无数次，结果都是一样的。
估计科学家们的内心对这个也是很崩溃的。这要是按照经典物理学根本没法解释，要么说明光子有预见性，能够预测到科学家什么时候要观测它，什么时候不观察它。要么是说明光子可以修改已经发生的事情，它们硬是改变了刚刚走过的路线。不管你什么时候出手，只要它们一旦发现情况有变就会赶快回到过去，重新走一遍。
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这样看来，似乎调皮的光子们只要发现自己走的路径被人家知道了，它们就会立即展现出粒子的特性，乖乖的一次只走一条路，否则就是波的特性，到处跑。
科学家们也是锲而不舍。为了验证这一点，继续改进双缝实验，他们设计出了量子擦除实验。这又是什么东西呢？简单的来说，就是将已知的光子路径变成未知。按照以前经验，一旦变成未知的光子就应该呈现出波动性了，对吧？1982年物理学者马来斯库里和凯德鲁最先提出了量子擦除实验的想法。他们说，如果他们测得粒子的路径资讯，那么就观察不到干涉图样。但是假设能用某种方法擦除掉光子的路径资讯，那么这个干涉图样又可以被观察到了，波动性又出来了。
科学家们随后又设计出了好多种粒子擦除实验。我们这里仅挑一种方法来和大家说一说。光子是会旋转的，有左旋和右旋，那么现在科学家们就会使用1/4玻片，让一个缝出来的光子都是左旋的，从另一个缝出来的光子都是右旋的。这个时候只要在探测板上探测出光子的旋转性，我们就知道他是从哪条缝过来的了，也就是说知道它的路径了。而这样做的时候光子并不会发生干涉。而如果在探测屏之前再加上一个偏光镜，让所有的光子都改变成左旋或者右旋，这样人们就无法分辩这个光子到底是通过了哪一道缝，也就是相当于擦除了光子的路径。光子一看，反正你也不知道我是从哪儿来的，好，这个时候干涉条纹又回来了，波动性出来了。
这还没有完，科学家们又和光子扛上了，又设计出了延迟选择量子擦除实验。顾名思义，就是把我们前面介绍的延迟安普能和量子擦除实验结合起来。首先科学家们会找一对相互纠缠的光子A和B，然后让A通过双缝射探测器A，不会对其进行观察，而只会观察光子B。因为这两个光子是纠缠的，所以观察其中的一个光子，相当于也观察了另外一个光子。而光子B，科学家们会让它射向一块偏光镜，通过随机调整偏光镜的角度，从而时而保留了光子B的路径，时而擦除了它的路径。而结果发现，在光子B的路径被擦除的时候，光子A会在一切条件不变的时候对应的出现干涉。就是说A知道什么时候你擦掉路径，而对应的显示出自己的波动性。
而这里光子A和光子B的路径还不一定是一样长的。什么意思呢？我们以一个夸张的方式来打一个比方，比如说光子A会在一纳秒的时间之内就可以抵达探测器A。而实验者可以通过仪器，让光子B经过一年的时间再抵达到探测器B。这个时候回过头来检测光子A的情况，如果说这一年间光子B的路径是不可知的，那么光子A就会显示出干涉。这就太奇怪了，就好像是光子A在一年之前就知道了光子B在此后一年的路径；又好像是光子B在一年之后穿越回去，告诉光子A，自己的路径有没有被暴露出来。怎么样？是不是很让人震惊？
丹麦的物理学员尼尔斯·波尔博士就说，“如果你还没有为量子理论感到震惊的话，你一定是还没有理解它。”
如果我们把这个发生在量子世界的奇事拿到宏观世界上来说，似乎就可以为宿命论提供一些依据了，也就是说未来要发生的一切，也许在过去的某一点就已经全部定定好了，而一切只是按照写好的剧本在进行着。看似你的人生很长，但是可能在你出生的那一刻就什么都注定好了。
但同时光子随着光子观察而改变，又可以这么理解，就是人的意识是可以影响到这个世界的。我们对于世界不同的观察和回应会影响到这个世界呈现给我们的样子，也会在某种程度上改变着未来。中国古籍中记载了很多行善之人改变命运的故事，或许就是这个道理。
科学家与量子的躲猫猫游戏发展到这儿，其他领域的科学家也来凑热闹了。这次出马的是超心理学家迪恩·雷丁博士。雷丁在以加州为基地的思维科学研究所担任首席科学家。在此之前他曾经在ATNT贝尔实验室、普林斯顿大学、爱丁堡大学，还有国际斯坦佛研究所都工作过。
雷丁在2012年发表的论文中就介绍了自己实验过程。当时他找来了137名冥想者。有的人是拥有丰富的冥想经验的，善于控制自己的意念，而有的人则是偶尔冥想的人。雷丁将他们分成两组。在他们调整了身心，进入冥想状态之后，雷丁向他们发出了指令，让他们将自己的意念集中到双缝干涉实验的仪器上，保持15-30秒钟。然后再下令转移意念。
这次实验的结果非常让人震惊。当冥想者将意念集中到双缝干涉实验上的时候，探测屏上的干涉图案变淡了，表现光子粒子性的两条竖纹图案变得更加清晰了。而当冥想者将意念移开的时候，这个清晰的干涉图样又出现了。而且冥想经验丰富的那一组实验结果更明显，干涉图像消失得也就更多了。为了减少实验的误差，雷丁做了250次这样的实验，而结果都是一致的。
在之后的改进实验当中还发现，冥想者和远近对于实验结果的影响并不大，而冥想者的经验、精神集中力才是关键的因素。雷丁研究成果说明了一个问题，就是至少在微观世界，意识是可以改变物质世界的。这次的实验结果十分具有轰动性。