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光子是光的最小单元,按定义不能再分。一队物理学家最近算完了这笔账:强行切开单个光

光子是光的最小单元,按定义不能再分。一队物理学家最近算完了这笔账:强行切开单个光子,会发生什么。

你得不到两个碎块。你会得到无穷多个光子从虚空中冒出来。

研究团队设想的工具很简单,是一面能飞速开关的镜子,专业上叫光学快门。它能在光子通过的瞬间突然切换,截断去路。

之所以敢这么设想,是因为光子从来不只是一个小球。在量子力学里,它同时是一粒粒子和一道向前延展的波。快门要切的,正是这道延展波的一部分。

切完之后呢?

按日常逻辑,要么挡住了,光子在这边;要么没挡住,光子在另一边。但方程给出了第三种答案。

快门切下去的瞬间,截断点会激发出叠加态,也就是一个系统同时身处多种状态的量子现象。在这个状态里,包着无穷多个光子。

这些光子从哪来?从真空里来。

我们以为的真空,其实从来不是空无一物。在量子尺度上,空间的每一点都在持续冒泡,电磁场的能量时隐时现,永不停歇。那面飞速切换的镜子搅动了这些隐藏活动,把虚的涨落转化成了实的光子。

真正的反常不在这两边。如果你只在镜子两边张望,一切看起来再正常不过。一边像是单个光子通过,另一边像是空无一物。那个无穷多的叠加态隐藏在整体量子态之中,只看局部根本无从察觉。

这个结果目前仍是纸面上的推演。研究团队计划进一步探索:如果不止一个光子呢?如果换作电子呢?

量子世界的底层规则,可能比我们以为的还要古怪一点。

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图源:AI生成

信源:Jarman, Sam. "Cutting a photon in two creates an infinite swarm of particles." Phys.org, edited by Gaby Clark, 2 June 2026