98年之后，愛因斯坦還是在這場關(guān)于現(xiàn)實(shí)本質(zhì)的“世紀(jì)豪賭”中，輸給了他的老對手尼爾斯·玻爾。

是的，你沒看錯(cuò)。這場始于1927年，堪稱物理學(xué)史上最星光熠熠的巔峰對決，終于被麻省理工學(xué)院（MIT）的科學(xué)家們用一種匪夷所思的方式，畫上了句號(hào)。他們沒有用復(fù)雜的公式，而是直接“搭建”了一個(gè)微觀宇宙，讓我們親眼見證了愛因斯坦的“上帝”，到底擲不擲骰子！這項(xiàng)研究發(fā)表在7月22日《物理評(píng)論快報(bào)》上。

一切的開端：一個(gè)讓所有物理學(xué)家都“精神分裂”的實(shí)驗(yàn)

故事要從那個(gè)讓牛頓掀棺材板的“雙縫實(shí)驗(yàn)”說起。

你拿著一把能發(fā)射微小顏料球的槍，對著一堵有兩條縫的墻狂掃，墻后面會(huì)留下什么？沒錯(cuò)，兩條杠。這是“粒子”該有的樣子，一顆是一顆，規(guī)規(guī)矩矩。

但如果你把槍換成水波發(fā)射器，結(jié)果就大不相同了。水波會(huì)同時(shí)穿過兩條縫，然后相互干涉，在后面的墻上形成明暗相間的條紋圖案。這是“波”的獨(dú)有標(biāo)志。

最詭異的事情來了。當(dāng)科學(xué)家把“子彈”換成單個(gè)光子時(shí)，它本應(yīng)像粒子一樣，一次只穿過一條縫?？山Y(jié)果，墻上出現(xiàn)的竟然是波的干涉條紋！仿佛那個(gè)小小的光子，擁有了分身術(shù)，同時(shí)穿過了兩條縫，然后自己和自己玩起了干涉游戲。

光，到底是彬彬有禮、遵守秩序的“粒子先生”，還是隨性浪漫、無處不在的“波小姐”？

更讓人崩潰的是，如果你在縫上裝個(gè)“攝像頭”，想看看光子到底走了哪條路，干涉條紋就瞬間消失了，光又變回了規(guī)矩的粒子，只留下兩條杠。

這種“你一看，我就變”的特性，就是“波粒二象性”。它暗示了一個(gè)驚人的事實(shí)：在量子世界里，觀測行為本身，就是創(chuàng)造現(xiàn)實(shí)的一部分！

世紀(jì)之爭：愛因斯坦 VS 玻爾

這個(gè)“薛定諤的光”，讓愛因斯坦大為光火。他堅(jiān)信宇宙是客觀的、確定的，并說出了那句名言：“我無論如何也不能相信，上帝會(huì)擲骰子！” 他認(rèn)為，一定有辦法能繞過這個(gè)限制，既能看清光子的路徑（粒子性），又能保留它的干涉條紋（波動(dòng)性）。

而另一位量子巨頭玻爾則針鋒相對，提出了互補(bǔ)原理”：波和粒子是光的一體兩面，就像硬幣的正反面，你一次只能看到一面。任何你想看清粒子路徑的嘗試，都會(huì)不可避免地“驚擾”它，從而抹掉它的波動(dòng)性。

這不只是一場物理辯論，而是兩種世界觀的終極對決：一邊是眼見為實(shí)的經(jīng)典宇宙，另一邊是觀測即創(chuàng)造的量子江湖。

這場爭論持續(xù)了近百年，無數(shù)實(shí)驗(yàn)都驗(yàn)證了玻爾的正確，愛因斯坦的失敗，但始終沒有一個(gè)能像這次MIT的實(shí)驗(yàn)一樣，做得如此“干凈”、如此“完美”。

終極審判：MIT的“原子雙縫”

由諾貝爾獎(jiǎng)得主沃爾夫?qū)た颂乩眨╓olfgang Ketterle）領(lǐng)導(dǎo)的MIT團(tuán)隊(duì)，決定把這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)做到極致。他們放棄了物理縫隙，直接動(dòng)用了宇宙最基本的積木——原子。

怎么做的？

1. 創(chuàng)造“完美狹縫”：他們將超過10000個(gè)原子冷卻到接近絕對零度，并用激光織成一張“光晶格”，將每個(gè)原子精準(zhǔn)地“囚禁”在各自的位置上，形成一種叫“莫特絕緣體”的狀態(tài)。每一個(gè)原子，都成了一個(gè)完美的、獨(dú)立的、最小的“狹縫”。

2. 發(fā)射“幽靈子彈”：他們用一束極弱的光照射這些原子，弱到可以保證“每個(gè)原子最多只散射一個(gè)光子”。

現(xiàn)在，關(guān)鍵問題來了：當(dāng)一個(gè)光子飛向這10000個(gè)原子組成的“超級(jí)雙縫”時(shí)，會(huì)發(fā)生什么？

根據(jù)他們的研究論文，答案取決于光子和原子之間的一次奇妙“互動(dòng)”。

如果光子凌波微步，悄然飛過，沒有踩到任何原子（即沒有改變原子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），那我們就無從得知它究竟被哪個(gè)原子散射了。這時(shí)，所有可能性都疊加起來，光的“波動(dòng)性”盡顯，干涉效應(yīng)出現(xiàn)。這在物理上被稱為“相干散射”。

如果光子“踩”了一下原子，使其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變（留下了“腳印”），那么我們就獲得了“哪條路徑信息”（Which-way Information）。這個(gè)信息本身，就足以讓光的波動(dòng)性瞬間“坍縮”。所有原子各自為戰(zhàn)，干涉效應(yīng)消失。這被稱為“非相干散射”。

也就是說，任何窺探粒子行蹤的企圖，都是對它波動(dòng)屬性的“終極背叛”。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如玻爾所預(yù)言，完美地呈現(xiàn)了這種此消彼長的關(guān)系。當(dāng)研究團(tuán)隊(duì)對原子的束縛力很強(qiáng)時(shí)，光子很難留下“腳印”，干涉效應(yīng)就強(qiáng)。而當(dāng)他們讓原子波包“模糊”和擴(kuò)展開時(shí)，光子留下“腳印”的可能性就大大增加，干涉效應(yīng)隨之減弱，直至消失。

最終的判決

所以MIT的這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，以一種前所未有的精度和清晰度，為這場世紀(jì)之爭畫上了句號(hào)：玻爾是對的，愛因斯坦仍然輸了！

你永遠(yuǎn)無法同時(shí)擁有100%的粒子信息和100%的波信息。你對其中一面了解得越清楚，另一面就必然變得越模糊。現(xiàn)實(shí)，并非獨(dú)立于我們觀察之外的客觀存在。

所以我們看到的世界，并不是獨(dú)立于我們而存在的風(fēng)景，而是我們與它互動(dòng)后共同畫就的一幅畫。

下次當(dāng)你仰望星空，感嘆宇宙的浩瀚時(shí)，請記住，那遙遠(yuǎn)星光抵達(dá)你眼中的一刻，不僅僅是你看見了它，也是你的“看見”，最終定義了它最后的模樣。

愛因斯坦或許輸?shù)袅诉@場辯論，但他與玻爾共同開啟的這扇量子大門，至今仍在引領(lǐng)我們探索宇宙最深邃的奧秘。

參考文獻(xiàn)：

Fedoseev, V., Lin, H., Lu, Y.-K., Lee, Y. K., Lyu, J., & Ketterle, W. (2025). Coherent and Incoherent Light Scattering by Single-Atom Wave Packets. Physical Review Letters, 135, 043601. https://doi.org/10.1103/zwhd-1k2t