d1 波函数什么都知道( 二 )
这个结果和经典物理学一样，但是经典物理学只考虑了光的波动性。现在考虑到光的粒子性，我们就必须发明“同时走过两条路径”、“自己和自己发生干涉”这样的话才能把道理讲通。可是这种话说着简单，其实非常含糊。干涉仪这种装置能让我们看得更清楚一些。
我们考虑最初从左下角光源出发的一个光子，我们假设它是简单的、天真的、无辜的。光子遇到第一个分束器的时候，按照常规，它知道自己有两个选择，或者向上走路径 1，或者向前走路径 2，它很自由。不管它选的是路径 1 还是路径 2 ，当它走到第二个分束器的时候，它都还是有两个选择，对吧？
那为什么，它总是坚定地选择前往 D2 探测器呢？
唯一的解释，就是这个光子*知道*，这两条路径*都*存在。光子一点都不天真。
“同时走过两条路径”，这是我们从人类行为方式中外推出来的设想，其实谁也不明白那是什么意思 —— 也许光子根本就不需要什么“走过”。我们完全可以换一个表达方式 ——
光子在出发的那一刹那，它的波函数，就对所有的路径、干涉仪全局的设置，有一个总体感知。是这个“总体感知”告诉光子应该如何运动。
我认为“总体感知”是比“同时走过两条路径”更好的说法，我们下一讲将会看到，波函数 —— 严格地说应该叫“态函数” —— 的感知能力并不仅限于空间。
现在我们可以用这个感知探测炸弹了。我们要用到光的粒子性，经典物理学可做不了这个。
我们把那颗无比敏感的炸弹放在干涉仪的路径 2 上，阻断这条路径，然后只发射一个光子。你说会发生什么？
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现在不会有干涉现象了，一切神奇都消失了 —— 但是跟前面第二张图中的设定相比，这里没有神奇，恰恰说明了神奇。
这一次的光子很天真。经过第一个分束器的时候，它有一半的可能性选择路径2，导致炸弹爆炸，物理学家很不幸，实验失败。
但光子也有一半的可能性走路径1。然后当它走到第二个分束器的时候，因为路径2被炸弹阻断了，这里没有干涉，光子前往两个探测器的可能性同样大。
那么有总共1/4的可能性，探测器 D2 会收到这个光子。这跟没有炸弹的结果一样，你无法做出判断，实验还是没有成功。
但是还有1/4的可能性，探测器D1收到了那个光子！这件事看似波澜不惊，但是因为你事先知道，如果没有炸弹，D1是收不到光子的 —— 所以你可以断定，现在有炸弹！这也就是说，因为量子力学，我们有1/4的可能性，能在跟炸弹不发生任何相互作用的情况下，探测到炸弹的存在。
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咱们再重新捋一遍这件事。从前有个国王，给大臣们出了一道题。他说我有一种无比敏感的炸弹，只要有一个光子打在它身上，它就会立即爆炸。现在规定只能使用光学方法，而不能用什么重力啊、声波之类的技术，你们有办法在不引爆炸弹的情况下探测到它的存在吗？
宰相是个非常懂逻辑的人，他做了一番周密的考虑：如果我不向炸弹发射光子，我就不可能知道炸弹是否存在；如果我向炸弹发射光子，炸弹一定会爆炸，我知道它的存在但是也引爆了它。宰相断定，无干扰的探测不可能成功。
这时候来了四个物理学家，说我们有办法……嗯，不过我们四个人不能都成功。国王说那你们试试吧。他们的实验结果是 ——
* 两个物理学家直接引爆了炸弹。
* 第三个物理学家表示自己没有结论，不能作出判断。
* 但是第四个物理学家，在炸弹没爆的情况下，说炸弹确定、肯定、一定存在。
这四个物理学家的方法是既向炸弹发射光子，又不向炸弹发射光子：他们探测用的是光子的波函数，而不是光子本身。1/4 的成功率不算高，但是炸弹的信息毕竟传递出来了！
而且请注意，这个成功率是可以提高的。马赫-曾德尔干涉仪把光信号分成了两条路线，我们为什么只分这一层呢？1995 年，奥地利和美国的几个物理学家用实验证明，如果你增加干涉仪的分层级数、同时再调整分束器的反射透射比例，你就可以提高成功的概率 [3]。在理论上，探测成功的概率可以无限接近于 1。
我们在不跟观测对象发生任何相互作用的情况下，观测到了它的存在。这就等于说，我们原则上，可以利用波函数的感知能力，传递一个经典物理学禁止传递的信息。
只可惜这个信息的传递速度不能超光速：我们还是得等到探测器接收到光子才能作出判断，而炸弹在光子的某一条前进路线上。所以这件事儿虽然神奇，但是并不违反相对论。如果波函数在光子出发的那一刹那就已经了解了全局信息，它并不能立即把这个信息告诉你。
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