僅僅用一顆被激光“捏”住的原子，中國(guó)科學(xué)家就給這場(chǎng)持續(xù)了98年的物理學(xué)“諸神之戰(zhàn)”，敲下了最終的判決之錘。

這一次，愛因斯坦輸了，還必須輸?shù)眯姆诜?/p>

2025年12月2日，物理學(xué)頂刊《物理評(píng)論快報(bào)》（PRL）剛剛刊登了一項(xiàng)足以載入史冊(cè)的成果。來(lái)自中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的潘建偉、陸朝陽(yáng)團(tuán)隊(duì)，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完美復(fù)現(xiàn)了愛因斯坦當(dāng)年用來(lái)刁難量子力學(xué)的“終極思想實(shí)驗(yàn)”。

這不是一次簡(jiǎn)單的測(cè)量，這是人類第一次在原子層面，親手觸摸到了量子世界的底牌。

讓我們把時(shí)鐘撥回1927年。布魯塞爾，第五屆索爾維會(huì)議。

這是一張匯聚了人類最強(qiáng)大腦的照片：愛因斯坦、玻爾、居里夫人、普朗克……而在照片的背后，是一場(chǎng)關(guān)于宇宙本質(zhì)的激烈爭(zhēng)吵。

當(dāng)時(shí)的愛因斯坦，對(duì)剛剛誕生的量子力學(xué)感到深深的不安。他那句名言“上帝不擲骰子”，就是對(duì)量子世界“不確定性”和“概率”的憤怒抗議。

為了證明量子力學(xué)是不完備的，愛因斯坦給量子力學(xué)的掌門人——尼爾斯·玻爾，設(shè)下了一個(gè)看似無(wú)解的局。

這就是著名的“反沖雙縫實(shí)驗(yàn)”（Recoiling-Slit Gedankenexperiment）。

我們都知道雙縫干涉：光子穿過兩條縫，會(huì)在屏幕上留下波一樣的干涉條紋。量子力學(xué)說，你不能同時(shí)知道光子穿過了哪條縫（粒子性）又看到干涉條紋（波動(dòng)性）。這就是著名的“互補(bǔ)原理”——魚和熊掌不可兼得。

但愛因斯坦狡黠地笑了：如果我讓其中一條縫動(dòng)起來(lái)呢？

愛因斯坦的腦洞是這樣的：

如果不把狹縫固定死，而是讓它懸掛起來(lái)。當(dāng)光子穿過狹縫偏折時(shí)，根據(jù)動(dòng)量守恒，狹縫會(huì)受到一個(gè)極其微小的反沖力。

• 如果我們測(cè)出了這個(gè)反沖，我們就知道光子走了哪條路（抓住了粒子性）；

• 與此同時(shí)，屏幕上的干涉條紋依然存在（保留了波動(dòng)性）。

如果你能做到這一點(diǎn)，玻爾的“互補(bǔ)原理”就崩塌了，量子力學(xué)的大廈將搖搖欲墜。

當(dāng)時(shí)，玻爾經(jīng)過一夜的苦思冥想，用海森堡的測(cè)不準(zhǔn)原理勉強(qiáng)擋住了愛因斯坦的進(jìn)攻。他反駁說：如果你要精確測(cè)量狹縫的反沖，狹縫本身的位置就會(huì)變得模糊，這足以抹平干涉條紋。

但在過去的98年里，這僅僅是一場(chǎng)停留在紙面上的“口水戰(zhàn)”。

因?yàn)閻垡蛩固沟囊筇量塘耍耗阈枰粋�(gè)足夠輕的狹縫，輕到單個(gè)光子撞它一下都能產(chǎn)生可測(cè)量的反沖；同時(shí)它還得保持極度純凈的量子狀態(tài)。

用宏觀的鏡子或金屬片？根本不可能。在光子面前，它們重得像一座山，那點(diǎn)反沖就像蚊子撞上了大卡車。

既然宏觀物體不行，那就用原子！

中科大潘建偉團(tuán)隊(duì)想到了一個(gè)絕妙的主意：不就是需要一個(gè)能擋光、又足夠輕的“狹縫”嗎？我們用單個(gè)銣原子來(lái)充當(dāng)這個(gè)狹縫。

這操作簡(jiǎn)直是“在針尖上繡花”：

1. 光鑷技術(shù)：他們用聚焦的激光束形成一個(gè)光鑷，像鑷子一樣死死夾住一個(gè)銣原子。

2. 絕對(duì)冷靜：利用三維拉曼邊帶冷卻技術(shù)，將這個(gè)原子冷卻到了“運(yùn)動(dòng)基態(tài)”。此刻，原子的躁動(dòng)被安撫到了極限，它的動(dòng)量不確定性變得極小，小到和單個(gè)光子的動(dòng)量處于同一個(gè)量級(jí)。

見證奇跡的時(shí)刻到了。

在這個(gè)精密的舞臺(tái)上，原子即是“狹縫”。光子撞擊原子，發(fā)生散射。

• 如果原子被光鑷抓得很緊（勢(shì)阱深），它的位置很死，但動(dòng)量很亂（測(cè)不準(zhǔn)原理）。這時(shí)候，光子撞它一下，動(dòng)量變化淹沒在噪聲里，我們不知道光子走了哪條路。

• • 結(jié)果：干涉條紋清晰可見！

• 如果把光鑷稍微放松一點(diǎn)（勢(shì)阱淺），原子的動(dòng)量變得“單純”而精確。這時(shí)候，光子撞它一下，我們就能清晰地探測(cè)到反沖，知道了光子的路徑信息。

• • 結(jié)果：干涉條紋瞬間消失！

大自然在這里沒有一絲含糊。當(dāng)你試圖窺探粒子的路徑時(shí)，波動(dòng)的魔法就自動(dòng)失效。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了一條完美的曲線，與玻爾當(dāng)年的預(yù)言嚴(yán)絲合縫。

這項(xiàng)研究最震撼的地方在于，科學(xué)家們獲得了一個(gè)可以連續(xù)調(diào)節(jié)的旋鈕。通過調(diào)節(jié)光鑷的力度，他們可以隨意控制“知道多少路徑信息”。

你知道得越多，干涉就越弱。

這就像是宇宙在這個(gè)微觀的角落里不僅擲骰子，還嚴(yán)格遵守著一套“信息守恒定律”。愛因斯坦當(dāng)年設(shè)想的“既要又要”——既要確定的路徑，又要完美的干涉，在物理法則上被宣判了死刑。

實(shí)驗(yàn)還通過精密的計(jì)算，剔除了原子加熱等“經(jīng)典噪聲”的干擾，證明了讓干涉條紋消失的真兇，正是量子糾纏。光子與作為狹縫的原子糾纏在了一起，原子記錄了光子的秘密，于是干涉圖樣就此坍縮。

這篇發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上的論文，雖然標(biāo)題充滿著艱深的術(shù)語(yǔ)（Tunable Einstein-Bohr Recoiling-Slit Gedankenexperiment...），但它實(shí)質(zhì)上是一封跨越世紀(jì)的回信。

它告訴愛因斯坦：那個(gè)困擾你半生的幽靈般的量子世界，是真的。

但愛因斯坦真的輸了嗎？并沒有。

正是因?yàn)樗麡O其刁鉆的質(zhì)疑，才逼得量子力學(xué)不斷從哲學(xué)思辨走向精密實(shí)驗(yàn)。如今，這種能在單原子層面操控量子態(tài)的技術(shù)，正是未來(lái)量子計(jì)算和量子精密測(cè)量的基石。

愛因斯坦雖然在辯論中輸了，但他逼出了人類科技樹上最耀眼的一根枝丫。

致敬懷疑，致敬真理。

參考文獻(xiàn)：

1. Zhang, Y. C., et al. (2025). Tunable Einstein-Bohr Recoiling-Slit Gedankenexperiment at the Quantum Limit. Physical Review Letters.

2. Wheeler, J. A. & Zurek, W. H. Quantum Theory and Measurement. (Princeton University Press, 2014).

3. Bohr, N. Discussions with Einstein on Epistemological Problems in Atomic Physics.