思想实验成真！量子江湖百年对决见分晓，中科大勘破波粒玄机笑傲江湖｜光锥读论文

量子江湖，风波不休。百年之前，两大绝世高手，爱因斯坦与玻尔，于“索尔维论剑”之巅，以思想为刃，以内力相拼，留下一桩“反冲狭缝”公案，无人能解。而今，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、陈明城所率门派，闭门炼器数载，竟以一枚铷原子为狭缝，再现当年思辨之局，为这场百年论战写下实证注脚。论文既出，登顶《物理评论快报》，江湖震动。

第一回 索尔维之巅，双雄论剑埋伏笔

双雄论剑就发生在这届最著名的大会上。

话说公元1927年，布鲁塞尔“索尔维武林大会”群贤毕至。其时量子力学初现江湖，其功法诡谲，强调“概率”而非“定数”，令不少传统高手心神难安。爱因斯坦大宗师抚掌长叹：“老夫不信天命，只信因果！”遂出招试炼：

“若设一双缝干涉之阵，其中一缝乃可动之扉。光子过时，必与之碰撞，引起狭缝反冲。若吾等以绝世修为，测此反冲动量至极精微，岂非可知光子走哪一条缝？既知其径（粒子性），又见其纹（波动性），玻尔道友所谓‘互补原理’——波粒不可兼得——岂非破矣？”

此招精妙，直指量子根本。然玻尔亦非等闲，沉吟片刻，竟引爱因斯坦自身绝学“广义相对论”之红移效应，佐以海森堡“不确定性原理”，从容化解：

“爱兄且慢。欲测狭缝反冲，其位必定，然其动量之不确定便随之暴涨。若此不确定大于光子之动量，则路径信息尽湮于混沌，无从提取。非是阵法不灵，实乃观测之举，本身已扰动乾坤。”

一攻一守，未分高下，却为后世留下无尽悬思。此一论，史称“量子武道之魂”。

爱因斯坦与玻尔争论中设想的实验装置，图片来自论文。

第二回：闭关炼奇器，原子为缝启新章

百年间，天下实验室屡欲重现此局，然皆困于一招：难以寻得那般既轻至可被单光子撼动，又纯至毫无经典杂扰的“理想狭缝”。

直至中科大一派，另辟蹊径。他们不取凡铁，不铸常缝，而是擒来一枚铷原子，以“光镊”秘技凌空擒拿，再以“三维拉曼边带冷却大法”将其降至运动基态，几近绝对静止。此原子，重不及一光子动量可撼，纯已达量子极限，正是那思想实验中“可动狭缝”的完美化身。

更精妙处，在于他们练就了调控此“原子狭缝”内力（动量不确定性）的独门心法：通过调节光镊阱深，如拨弄琴弦，可使原子从“凝神静气”（动量集中）到“真气鼓荡”（动量弥散），收放自如。

研究团队用单个原子替代了原先的可移动狭缝。当光子被这个原子散射后，会被收集起来形成干涉图样。图片来自论文。

原子狭缝实验装置示意图，图片来自论文。

第三回：观纹见真章，波消粒现在一念

实验既启，单光子如侠客飞渡，击于原子狭缝之上。研究团队凝神观纹：

当阱深较浅（原子内力集中，动量确定），光子与原子狭缝纠缠深切，“路径信息”烙印于原子之上，干涉条纹骤然黯淡，几乎隐去（可见度降至0.2）。此乃粒子性彰显，波动性隐退。

当阱深加深（原子内力弥散，动量不确定），纠缠减弱，干涉条纹复现，清晰如画（可见度回升至0.8以上）。此乃波动性重占上风。

这一明一暗，随“旋钮”调节连续变幻，恰似一幅活化的“波粒二象性太极图”，将玻尔所言“观测与现象本是一体，相互制约”之道，展现得淋漓尽致。

团队更以绝佳控制，区分了两种“道境衰落”：一是思想实验核心的量子反冲本征噪声，二是原子受热导致的经典扰攘。由此，他们清晰勾勒出从纯量子行为到经典行为过渡的桥梁。

干涉可见度随囚禁阱深的变化关系。实验测量数据以蓝点表示，理论预测值用黑线显示。在考虑原子有限温度的情况下，实验结果与理论完美吻合原子狭缝实验装置示意图。图片来自论文。

第四回：百年公案了，新程再启向深幽

此一役，中科大团队以精纯修为与奇巧构思，首次在单光子-单原子的纯粹层面，完整实现百年思想实验，为爱因斯坦与玻尔之争落下实证之锚。

然江湖不止，探索不息。此番磨砺出的单原子精准操控、单光子-原子纠缠等绝世技艺，已成探索更幽深量子世界的神兵利器。未来，可增“狭缝”之重（如用多原子乃至更重粒子），直探“退相干”与“纠缠”之互搏；亦可借此类平台，叩问量子力学未解之玄关。

恰逢2025——联合国钦定之“国际量子科学技术年”，距当年论剑已近百载。中科大以此突破遥相叩应，既是对先贤的致敬，亦是对未来的启程。

量子之道，幽深似海。此番破局，非为终结，实为通向更深奥秘的崭新山门。

后记

12月2日，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、陈明城教授等组成的研究团队在量子物理实验领域取得重要突破，他们成功在实验室中实现了近百年前爱因斯坦与玻尔在争论中提出的“反冲狭缝”量子干涉思想实验。这项研究成果以Tunable Einstein-Bohr recoiling-slit gedankenexperiment at the quantum limit为题发表在《物理评论快报》上。

这项研究首次在单原子、单光子的纯粹量子层面上，严格意义上实现了爱因斯坦-玻尔百年前的思想实验，直观展示了互补性原理和量子纠缠的深刻联系。

本文基于论文及相关公开资料撰写，科学内容力求精准，演绎只为增趣。

编辑：吴欧 郭郭

论文信息

发布期刊 Physical Review Letters

发布时间 2025年12月2日

论文标题Tunable Einstein-Bohr recoiling-slit gedankenexperiment at the quantum limit

(DOI：https://doi.org/10.1103/93zb-lws3）

论文研读及写作过程使用了AI辅助。