[原创]为什么会有波粒二象性？

yetiaoxin

[watermark]2）为什么会有波粒二象性？为什么对单个粒子也能同时观察到的波粒二象性？原理就包括自手术在起作用。关于由来已久的光是粒子还是波的争论，今天仍因有人不了解“自组织自手术理论”，也就还不能理解。
量子力学的奥秘是，在对微小粒子如原子和光子的行为预测上，具有惊人的准确性。然而，这些预测非常违反直觉。比如，量子理论认为类似光子的粒子可以同时在不同的地方出现，甚至是同时在无穷多的地方出现，就像波的行为一样。这种被称为“波粒二象性”的概念，也适用于所有的亚原子粒子。
A、众所周知，光既可以表现出粒子的形式，也可以呈现波动的特征，这取决于光子实验测定时的方法。最早提出这种经典实验思想的是惠勒，他实际是希望有人去做证明量子力学奥秘的类似自手术的实验。此观察证明现已首告成立。新方法围绕是最终决定光子的行为是像粒子还是像波的设计，实验使用了一项新颖的量子光子芯片技术；这种芯片具有可重构性，它可以根据不同的电子环路来进行编程和操控。以同时观测光的粒子性和波动性，利用光分离器使一个光子纠缠另一个光子，通过对第二个光子的测定，来决定对第一个光子的测定方法。即一个光子通过干涉仪被探测到，使研究者能够测定第二个光子的状态，是像波的形式还是粒子形式，或者是二者之间？实验实现了光子从波的形式向粒子状态的连续转变。
B、在我们看来，这一实验“手术”其实是使研究者得以探索光从波的形式向粒子态自手术转变的过程。但中科院力学所吴中祥研究员认为，实验没有，也不可能，观察到光的波粒二象性。吴中祥反驳的理由是：所谓“波粒二象性”是指单个粒子也有“波动”和“粒子”两种特性。但能量和质量集中于其内的单个粒子，怎能同时又是能量和质量在时空分布、传播的波呢？因为，所有的波如水波、振动波都是大量粒子的集体表现，或如光波是时空统计结果。由此吴中祥说他能具体证明：任何单个粒子都不可能是波；只有大量粒子的集体表现和统计结果才是波！而以上的“自手术”实验，是利用量子力学的纠缠光子对，而量子力学及其场论都是大量粒子的统计力学及其场论，因而实测都只能是大量粒子的统计的结果，并非单个粒子的表现！
C、吴中祥的反驳有个误区，是把球量子和环量子当成同一种拓扑类型，以赵国求教授为代表的不少科学家也这样；这是一错。之所以分球量子和环量子，这是自组织自手术的一种自然现象，是客观的，不是人为设定的。单个环量子自旋有三种不同的量子圈态，共62个量子自旋态。可证明这种单个环量子是波粒二象性的。一是三旋是概率波；二是自旋周期分岔释放量子能荷，能量和质量集中于其内的单个粒子也能在自组织自手术中，把量子信息、能量全息于外。
吴中祥二错是不能对单光子穿过干涉仪时的情景，作自组织自手术演示想象图的思维。该图示是，干涉仪的输出端装有的量子分光镜，这正是一个捕捉单光子自手术后华丽转身的分界面。所以在图中一面可以看到正弦振荡的波形，表示的是单光子干涉，是一种波动现象。而在图片的另一面却观察不到振荡，说明只表现出粒子的特性。这不是单光子的自手术是什么？
自手术使波粒二象性既能处在两种极端之间，也能使单光子的行为连续不断地从波的形式向粒子形式转变，实验图示中证明自手术显示的就是这两种状态的重叠。这类对应自手术的艺术图，早已有之。实验者已声明正是受之启发，实验中才用以检测波粒二象性的量子光子芯片。单光子通过光纤进入环路，在输出端被极其敏感的探测器已检测到。
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