摘要
爱因斯坦引入光子(photon)的概念,成功解释了著名的光电效应,从此揭开光的量子特性的神秘面纱.基于近年来意大利实验家完成的两个有趣实验,本文介绍光子的加减法.我们将看到,奇妙的量子效应让我们熟悉的加减法变得耳目一新:首先,跟生活中的加减法完全不同,光子加减的顺序变得重要,(A)先加后减,或(B)先减再加,或(C)不加不减,这三种情况的结果完全不同!奇妙的是,前两个相减刚好是第三个,即:(A)-(B)=(C).神秘的顺序法则展示出量子世界的一个最基本的特点.更奇妙的是,随着光子数目的增加,量子加减法又逐渐回归到了我们熟悉的经典加减法!量子世界和经典世界的逐渐过渡,通过设计简单、结果直观的光学实验清晰漂亮地展示出来,自然和人类理性的美让人惊讶赞叹.众所周知,量子科学早就跟我们的生活息息相关,比如半导体、超导、激光、量子计算机等,这里介绍的光子加减法,或许有一天也会展示出神奇的应用.最后在这些实验启发下,我们还讨论了多次加减法的研究思路及潜在应用价值.
