中科大實驗驗證玻爾互補原理 終結愛因斯坦世紀辯論

西元2025年，一場跨越近百年的物理學界核心爭議，在中國科學技術大學（USTC）與美國麻省理工學院（MIT）的研究團隊合作下，獲得了決定性的實驗驗證，標誌著對光本質理解的重大里程碑。此事件的焦點在於解決了阿爾伯特·愛因斯坦與尼爾斯·玻爾之間，圍繞著光波粒二象性與互補原理的理論分歧。

這場理論對決的根源，可追溯至1927年於比利時布魯塞爾舉行的第五次索爾維會議，當時匯集了全球頂尖的物理學家探討新興的量子理論。愛因斯坦當年設計了一個思想實驗，旨在挑戰玻爾的互補性概念：若能同時測量光子的路徑資訊（粒子性），並觀察到其干涉圖案（波動性），則玻爾的互補原理便不成立。由於當時技術極限，該實驗所需的極高精度在近一個世紀的時間裡始終無法達成，直到2025年才得以實現。

中國科學技術大學的潘建偉、陸朝陽、陳明城教授團隊，利用光鑷囚禁的量子基態單原子作為極為靈敏的「可移動狹縫」，首次忠實地實現了愛因斯坦的「反沖狹縫」思想實驗。他們透過拉曼邊帶冷卻技術，將原子動量的不確定性降至與單光子動量相當的水平，並發展了主動反饋鎖相技術，將原子螢光的干涉路徑抖動控制在奈米級別。這項研究成果已於2025年12月3日在國際期刊《物理評論快報》上發表，並獲得美國物理學會Physics欄目的專題報導。

實驗結果明確支持了尼爾斯·玻爾的詮釋：當研究人員試圖獲取光子的路徑資訊時，其波動性的干涉圖案便會隨之消逝。具體而言，隨著光鑷阱深度的增強，原子空間限制增強，根據海森堡不確定性原理，原子動量波函數變寬，導致光子與原子間的糾纏度降低，進而使得光子干涉對比度提高。這項發現證明了在海森堡極限下互補性原理的有效性，並展示了系統從純粹的量子行為過渡到經典行為的連續變化過程。

此次科學成就的達成，正值聯合國宣布2025年為「國際量子科學技術年」，凸顯了量子理論在當代科技發展中的核心地位。這場近百年的辯論不僅是物理學的技術挑戰，更涉及對客觀實在與測量行為之間關係的哲學思辨。雖然實驗驗證了玻爾互補原理在特定可觀測量上的有效性，但它並未完全消解愛因斯坦對量子理論完備性的更廣泛哲學質疑。然而，此一里程碑式的實證，無疑將量子力學的基礎推向了更堅實的經驗法則領域，為未來量子計算、通訊等技術的發展奠定了更清晰的理論基礎。