爱因斯坦和玻尔的“互补性原理”

咱们中国搞科研的把目光对准了那个特别深奥的量子物理世界,在研究光和微观粒子到底是波还是粒子的问题上,这回算是取得了大突破。大家都知道,爱因斯坦和玻尔这对好朋友老是在这方面有分歧,1927年尼尔斯·玻尔提出了“互补性原理”,说这两个属性就像一对不能兼得的冤家。爱因斯坦死活不信,他设计了一个想象中的实验想驳倒玻尔,大概意思就是用那种特别轻的东西当“狭缝”,只要能测出光子撞上去的反冲,就能把它的路径和波动情况一起搞清楚。 可是这么多年过去了,这玩意儿太难搞了,因为光子的力气实在太小了,普通的狭缝根本测不出来。直到最近,中国科学技术大学的潘建伟院士和陆朝阳教授带着队伍想出了个绝妙的点子——不用那个假的“狭缝”,直接拿原子来当塞子。单个原子比地球轻多了,这样一来碰撞产生的反冲就能被察觉到。 为了实现这个设想,团队得先把单个铷原子在真空中抓稳。他们用了一种叫“光镊”的技术,就像拿一把无形的镊子把原子给困住了。接着还得让原子保持冷静,别乱动。大家用了一种叫“拉曼边带冷却”的办法,把温度降到特别低的状态。 准备就绪后,研究人员让单个光子穿过这个冷原子。他们一边看后面的干涉条纹(这是波的表现),一边测原子有没有被撞动(这是粒子的表现)。结果发现两边真的是跷跷板关系:要是能更清楚地知道光子走哪条路(粒子性强),屏幕上的条纹就变得模糊了;要是干涉条纹特别清晰(波动性强),路径信息又测不出来了。 这事儿彻底把爱因斯坦的那个想法给否决了。潘建伟他们这一研究成果不光结束了这百年争论,更是用事实证明了咱们中国在基础科学领域的硬实力。这次探索不光帮咱们更懂了量子世界的规则,还为以后搞测量和量子信息打下了基础。看来搞科学确实就得这么死磕基础问题才行。