量子世界里著名的“养猫人”，你只知道薛定谔？提起量子

提起量子，常常使人困惑，似乎在量子世界中，一切皆可以发生，颠覆了我们很多日常经验。
比如，一个微观粒子可以具有“分身术” ，在同一个时间里，它可能在很多不同的地方现身，又可以在同一时间“坍缩”到一个点上；微观粒子还有“遁空术” ，电子能在瞬间“隔空跳跃”（推荐阅读→利用量子纠缠技术就能实现“瞬间移动”？你敢体验吗？)；量子事件还可以没有因果关系，我们认为一个后来的“结果事件”应该受到“原因事件”的影响，而在量子世界中，因果关系被倒置了，事情的后果可能影响到产生后果的原因。
了解的越多，就会越觉得它们神奇，越是令人感到混乱，就越觉得它们充满着魅力。
著名的丹麦物理学家、量子力学的创始人之一尼尔斯·玻尔曾说：“如果量子力学还没有深刻地震撼你，那你就还没有弄懂它。 ”

文章图片
尼尔斯·玻尔
“惠勒猫”
1978年1月28日，著名的美国物理学家约翰·惠勒（J.A.Wheeler）所撰写的《量子理论基础》面世，在书里，惠勒提出了一个著名的假想实验——“延迟选择实验” ，实验结果之诡谲令人称奇，人们把它与“薛定谔的猫”并称，叫它“惠勒猫” 。

文章图片
约翰·惠勒
像薛定谔猫假想实验一样， “惠勒猫”实验涉及的是微观粒子的量子性质，似乎其中每一步都没有问题，但它一步步地引出了令人意想不到的结果，把人们在日常生活里所建立的因果关系完全颠倒了过来。

文章图片
图源：网络
一开始，因为这个实验在一部书里讨论，又具有假想的性质，并没有引起多少注意。
到了第二年，即1979年的3月14日，纪念爱因斯坦百年诞辰的研讨会上，惠勒当众把这个实验再度提了出来，并补充了更为具体的方案，这就是著名的惠勒“延迟选择实验”（delayedchoiceexperiments）。
惠勒认为，通过这个实验，可以证实在量子水平上，现在做的事情会对以前发生的事产生影响，即一件事情的后果可以影响到发生这个事件之前的原因，也就是“后果”影响到“前因” 。
这本是咄咄怪事，但在量子事件中，却又无懈可击。惠勒的这个实验终于引起了人们的注意。
惠勒一生的研究与贡献
1911年，惠勒出生于美国佛罗里达州， 1933年毕业于约翰霍普金斯大学，取得了博士学位后，来到哥本哈根大学师从玻尔。
1938年至1976年，惠勒在普林斯顿大学担任物理学教授。在这里，他与爱因斯坦结识，并再度与玻尔合作研究核物理。惠勒在物理学多个领域中都有着重要的贡献，但他的名气却远不如曾与他合作的玻尔，也不如同事爱因斯坦，甚至还不如他的学生费曼。在宇宙学家霍金成名之后，世人被“黑洞”所吸引，却很少有人知道，最早提出“黑洞”概念与黑洞理论的是惠勒。

文章图片
黑洞概述图图源：百度百科
惠勒在引力论、相对论和宇宙学方面都有着深度的研究。 1967年，在纽约的一次会议中，惠勒首先提出黑洞概念，他认为这是巨大星体死亡时所形成的一个特殊的时空奇点，由于高质量密度与强引力，使这一时空点具有非常奇异的性质。在以后的研究中，他又陆续提出“虫洞”“真子”（geons）和“量子泡沫”等概念，它们都成为宇宙学研究中的经典概念。
除此以外，惠勒还与玻尔合作，揭示出了核裂变的机制。他不仅参与了曼哈顿工程，还是美国第一个氢弹装置的主要设计者。
在晚年，惠勒更是爱因斯坦重要伙伴。经惠勒之手，培养出了包括著名物理学家费曼在内的几代美国物理学家。他先后指导过50多位博士生，他们绝大多数成为美国，甚至世界各个前沿学科领域的开拓者和著名专家，可以毫不夸张地说，在美国宇宙和天体物理领域中，从事一线研究的相当一部分专家都是他的学生。

文章图片
约翰·惠勒
“颠倒因果”的实验
1983年，在一篇题为“没有规律的规律”的论文中，惠勒再一次提到了他的“延迟选择实验” ，并从量子力学的角度对实验做了详细的阐述。