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1.1 惠勒的龙 (Wheeler’s Dragon)

惠勒的龙

“并没有一个既定的过去在那里等着我们去发现。过去就像一条龙:龙的尾巴钉在起点的粒子源上,龙的嘴咬住终点的探测器,但龙的身体——也就是那段中间的历史——是一团模糊不清的烟雾。只有当我们决定在大雾的这一端架起什么样的相机时,烟雾中的龙才会显露出具体的形状。” —— 约翰·阿奇博尔德·惠勒

在经典物理学的殿堂里,时间是一条单行道。过去是已经干透的水泥,坚硬且不可更改;现在是正在浇筑的瞬间;未来是尚未成型的流体。我们理所当然地认为,昨天发生的事情导致了今天的结果,因果律的箭头永远指向前方。

但在 《矢量宇宙论》 的因果闭环中,这种线性的安全感被量子力学最深邃的实验——延迟选择实验 (Delayed Choice Experiment)——彻底粉碎了。

本节将探讨物理学巨擘约翰·惠勒 (John Wheeler) 留下的那个著名的思想实验。它向我们展示了,现在的观测不仅能决定现在,它甚至能逆流而上,定义 亿万年前的历史。

烟雾中的龙

惠勒用一个极具画面感的比喻来描述量子过程:“烟雾龙” (The Smoky Dragon)

  • 龙尾(起点):这是确定的。一个光子从光源(如类星体)发射出来。

  • 龙嘴(终点):这也是确定的。光子被我们的望远镜或视网膜捕获,变成了一个清晰的信号。

  • 龙身(过程):这是 完全不确定 的。在发射和接收之间那漫长的几十亿年旅途中,光子究竟走了哪条路?它是一颗粒子穿过了星际尘埃,还是一道波弥散在整个星系团中?

惠勒告诉我们,除非我们看到了龙嘴咬住什么,否则龙身根本就不存在确定的形态。它只是一团充满了可能性的概率云。

实验的悖论:光子如何预知未来?

为了验证这一点,让我们走进实验室,重现那个让无数物理学家失眠的 干涉仪实验

想象一个光子进入了一个半透镜(分束器 A),它面临两个选择:

  1. 路径 1:向上走。

  2. 路径 2:向下走。

在光子飞行的途中,作为观察者的我们,手里握着两个开关,可以决定在终点处如何观测它:

  • 选择 A(粒子模式):我们移除终点的第二个分束器,直接用两个探测器分别监测路径 1 和路径 2。

    • 结果:我们听到一声“咔嚓“。光子要么在路径 1 被发现,要么在路径 2 被发现。它表现得像一颗 子弹,只走了一条路。
  • 选择 B(波动模式):我们在终点插入第二个分束器,让两条路径的光重新汇聚。

    • 结果:我们看到了干涉条纹。这意味着光子 同时 走了路径 1 和路径 2,并且像 一样自己和自己发生了干涉。

关键的转折点在于“延迟“:

如果我们在光子 已经通过了 第一个分束器,甚至已经快要到达终点时,才突然决定是进行选择 A 还是选择 B,会发生什么?

按照经典逻辑,光子在起飞时就必须决定好“我是粒子“还是“我是波“。

但量子力学实验(如 Aspect 实验及其变体)给出的结果令人战栗:

光子的表现,总是完美地符合我们在最后一刻做出的选择。

  • 如果我们在最后一刻决定测粒子,它就像从未波动过一样。

  • 如果我们在最后一刻决定测波,它就像从未变成粒子一样。

这就好像那个在几纳秒(或几十亿年)前就已经出发的光子,拥有某种预知未来的能力。它在起点处“问“了未来的观察者:“嘿,你打算怎么测我?如果你打算测波,那我就分身;如果你打算测粒子,那我就不分身。”

逆因果的几何解释

这在经典因果律中是荒谬的:结果(测量方式)怎么可能决定原因(路径选择)?

但在 FS 几何 的全息视角下,这不仅合理,而且是 必然 的。

回顾我们的核心公理:宇宙是一个整体矢量 的投影。

时间和空间只是投影的参数。

  • 路径积分的求和

    费曼路径积分 告诉我们,从 A 到 B 的概率幅,取决于 起点 A终点 B 两个边界条件。

    在这个公式里,A(过去)和 B(未来)的地位是 对称 的。

    如果你改变了终点 B 的状态(比如改变了观测基底),你就物理上改变了整个积分的求和结果。

  • 历史的待定性

    正如我们在第四部书中所述,未被观测的历史是 “软” 的。

    光子在飞行过程中并没有“走“任何一条特定的路。它处于 所有可能路径的叠加态

    这个叠加态一直保持着,直到它撞上你的探测器。

    在那一瞬间,你的测量行为向回发送了一个 “逻辑锁”。这个锁逆流而上,瞬间剔除了所有与当前测量结果不符的历史分支,只留下了唯一自洽的那一条。

结论:

光子并没有预知未来。

未来的你,通过现在的选择,逆向定义 了光子的过去。

我们是历史的编剧

这个实验不仅关乎光子,它关乎宇宙的本质。

当我们仰望星空,看到来自 130 亿年前宇宙大爆炸余晖(CMB)的光子时,我们不仅仅是在被动地接收信息。

我们的观测——我们选择用微波望远镜还是光学望远镜,我们选择测量偏振还是频率——实际上是在参与那个古老宇宙历史的 “定稿”

宇宙在 130 亿年前可能处于一种极其复杂的、模糊的量子叠加态。

正是因为在 130 亿年后的今天,出现了一群叫做“人类“的观察者,拿着仪器对着天空看,宇宙才被迫从那团模糊的迷雾中,坍缩成了一个 “确定的、能够演化出人类的历史”

惠勒的龙告诉我们:

头(现在)确实可以决定尾巴(过去)摆向哪里。

我们不是历史的产物。在某种深刻的量子意义上,我们是历史的创造者。

既然现在的观测可以决定微观粒子的过去路径,那么这种机制是否可以扩展到宏观层面?如果我们可以通过“不看“来保留可能性,那么我们是否可以通过 “擦除” 现在的记忆,来 “复活” 过去的可能性?

这引出了下一节的主题:量子擦除。我们将看到,修改历史并不需要时间机器,只需要一块橡皮擦。