【光子撞擊眼睛】人眼能直接看到光子嗎 |肉眼可以看到單獨一個光子 |實驗結果或會顛覆對量子世界 |
May 6, 2023
您眼睛可以看到一束光子，但是可以看到一個孤立光子嗎？眼睛中每個視杆細胞確實能夠檢測單個孤立光子。但是，只有在相鄰視杆細胞中大約同時檢測到幾個光子時，眼睛中神經電路會信號傳遞到大腦。因此，即使您眼睛能夠檢測到單個孤立光子，您大腦無法感知。如果可能話，一個孤立光子看起來像是一點上亮度閃爍。我們之所以知道這一點，是因為相機傳感器確實能夠檢測和處理孤立光子，並且光子看起來像是單個點上閃光。
光子具有幾個屬性，並且每個屬性攜帶有關創建光子的源或光子交互後一個對象信息。攜帶信息光子基本屬性是顏色（即頻率）、自旋（即偏振）、位置、傳播方向和波相位。光子還具有許多其他性質，例如能量、波長、動量和波數；但這些取決於頻率，因此會攜帶任何其他信息。
另外，當存在許多光子時，信息可以光子數量（即亮度）來攜帶。當一堆光子從椅子反射回來時，這些光子會形成顏色、自旋、位置、方向、波相位和亮度圖案，其中包含有關椅子信息。使用工具，可以分析每種模式，獲取有關椅子信息。人眼旨在檢測一堆光子顏色、位置、方向和亮度模式，但不能檢測自旋或波相位。
通過具有三種類型視錐細胞（每個視錐細胞具有色敏範圍）來檢測眼睛中顏色信息。一種類型靈範圍紅色中心，另一種類型靈範圍綠色中心，另一種類型靈範圍藍色中心。通過這三種類型視錐細胞，眼睛可以看到可見光譜中所有顏色。
例如，您看着黃色鬱金香時，黃色光子會流入您眼睛並擊中紅色、綠色和藍色視錐細胞。黃色光子觸發紅色和綠色視錐細胞，您大腦色加綠色解釋黃色。視錐細胞相比，只有一種類型視杆細胞，因此視杆細胞只能檢測亮度，而不能檢測顏色。視杆細胞主要於光線環境。
方向信息只能人類粗略地檢測出來，方法是讓大腦跟蹤眼睛指向方式，並讓眼睛許多角度看待物體。例如，一間房間一面牆塗成紅色而另一面牆塗成藍色，則一面牆發出的紅色光子一個方向發射，另一面牆發出的藍色光子朝相反方向發射。房間中給定點處，該點處一堆光子包括沿相反方向傳播紅色光子和藍色光子。但是，人類只能通過轉動頭部並分析兩個視圖來推斷他大腦跟蹤他方向，從而推斷出紅色和藍色光子方向傳播（因此推斷出紅色和藍色光子位置）。
於人眼只能看到光子，因此光機（光產生機器）可以通過創建光子圖案（如果該光子確實存在）而使該物體看起來像是存在。例如，如果我們創建一個光子集合，並使其具有與椅子存在時存在光子集合模式，則可以使它看起來像是一個椅子。計算機顯示屏這麼做，機捕獲來自椅子光子中圖案，並信息存儲電信號。然後，計算機屏幕會使用此信息來創建光子集合，您會看到椅子圖片。
但是，標準計算機屏幕只能指定它們創建光子顏色、亮度和二維位置。因此，計算機屏幕上物理對象圖像是二維，並完全逼真。有很多技巧可用來向人類傳達信息三維空間，包括3D電影院中使用偏光眼鏡和某些書皮上使用雙凸透鏡。但是，此類系統並完全逼真，因為它們實際上會創建三維光子場。這意味着只能一個視角觀察對象這種“3D”重現，並完全逼真再現。有人發現，於此類“3D”系統使用視覺技巧是三維光子場，因此這些系統使他們感到頭痛和噁心。
相比之下，全息投影儀接近於來物體三維光子場。因此，全息圖看起來逼真，並且可以像物體許多角度進行查看。然而，目前，全息圖不能地再現顏色信息。請注意，許多聲稱為全息圖彩色圖像實際上是平面圖像，並添加了使它們看起來有點三維技巧。直到全息圖能夠地創建顏色信息，才能實現物理對象完全光子重現。
Paul Kwiat要求他志願者坐在一個黑暗小房間裏。當眼睛適應缺乏光線時，每個志願者他或她頭部託着 —— 像你在驗光師那樣 —— 並且一隻眼睛凝視着紅十字架。十字架兩側是一根光纖，它可以志願者眼睛左邊或右邊，傳輸光單光子。
於6月21日提交預印本服務器arXiv一篇論文，即使驗證人眼檢測單個光子能力時，伊利諾伊大學厄本那-香檳分校實驗性量子物理學家Kwiat和他同事們目標放在了處：利用人類視覺探索量子力學基礎。
是地通過左邊或右邊光纖志願者眼睛發送單光子，而是將光子發送到量子疊加中，地同時穿過兩根光纖。人類會看到任何差異嗎?標準量子力學，他們會 —— 但進行過這樣測試。如果Kwiat團隊得出決定性結論，那會質疑我們目前對量子世界理解，打開了另一種理論大門，這些理論主張存在截然不同觀點，不論觀察或觀察者如何，存在現實，這今天如何解釋量子力學格格不入。 “可能有證據表明某些事情正在超越標準量子力學。”Kwiat前學生Rebecca Holmes説道，他現在是洛斯阿拉莫斯國家實驗室研究員。
一維運動是直線運動，二維運動是圓周運動，三維運動是球面運動
然後，2012年，有確鑿證據表明，單個光感受器或桿狀細胞可以檢測到單個光子 —— 青蛙眼睛中。新加坡科學，技術和研究機構Leonid Krivitsky及其同事從成年青蛙眼睛中提取了桿狀細胞，並進行了實驗室測試，顯示細胞單光子反應。現在，“毫無疑問，單個光感受器會響應單光子。”Kwiat説。這那些活體青蛙 —— 或者就此而言，人類 —— 那些桿狀細胞説法。因此，Kwiat和伊利諾伊州同事，物理學家Anthony Leggett人開始使用單光子源設想人類視覺測試。，Kwiat團隊，現在包括Holmes，實際上正在進行實驗。但是“我們受到了打擊。” Holmes説。
2016年，維也納大學生物物理學家Alipasha Vaziri領導一個組報告説，使用單光子源證明“人類可以檢測到他們眼睛上單光子事件，概率於。”
物理學家使用稱波函數數學抽象來描述光子量子態。疊加光子撞擊眼睛之前，其波函數展開，並且光子具有左側或右側看到相等概率。光子視覺系統相互作用是一種認為是“坍縮”波函數測量，光子地一側或另一側結束，像一個拋出硬幣出現 “正面”或“”。經典狀態下光子相比，人們感知疊加光子時會看到左右光子計數差異? “如果你相信量子力學，那麼應該沒有區別。”Kwiat説。但是，如果他們實驗發現了無可辯駁，統計上顯著差異，它會發出一些與量子物理有關信號。 “那是一個問題。這是一個驚天動地結果。”他補充道。
一些替代性理論通過獨立於觀察者和測量設備調用坍縮來解決這個潛問題。例如，考慮一下“GRW”坍縮模型(理論家Giancarlo Ghirardi，Alberto Rimini和Tullio Weber命名)。 GRW模型及其多種變體假定波函數坍縮;物體疊加，其坍縮。這樣做一個結果是單個粒子可能時間保持疊加，而宏觀物體不能。因此，眾人皆知薛定諤貓GRW中會處於死亡和活着疊加狀態。相反，它總是死亡或活着，我們只在看到時知道它狀態。説這些理論是“觀察者無關”現實模型。
您眼睛可以看到一束光子，但是可以看到一個孤立光子嗎？眼睛中每個視杆細胞確實能夠檢測單個孤立光子。但是，只有在相鄰視杆細胞中大約同時檢測到幾個光子時，眼睛中神經電路會信號傳遞到大腦。因此，即使您眼睛能夠檢測到單個孤立光子，您大腦無法感知。如果可能話，一個孤立光子看起來像是一點上亮度閃爍。我們之所以知道這一點，是因為相機傳感器確實能夠檢測和處理孤立光子，並且光子看起來像是單個點上閃光。
延伸閱讀…
光子具有幾個屬性，並且每個屬性攜帶有關創建光子的源或光子交互後一個對象信息。攜帶信息光子基本屬性是顏色（即頻率）、自旋（即偏振）、位置、傳播方向和波相位。光子還具有許多其他性質，例如能量、波長、動量和波數；但這些取決於頻率，因此會攜帶任何其他信息。
另外，當存在許多光子時，信息可以光子數量（即亮度）來攜帶。當一堆光子從椅子反射回來時，這些光子會形成顏色、自旋、位置、方向、波相位和亮度圖案，其中包含有關椅子信息。使用工具，可以分析每種模式，獲取有關椅子信息。人眼旨在檢測一堆光子顏色、位置、方向和亮度模式，但不能檢測自旋或波相位。
通過具有三種類型視錐細胞（每個視錐細胞具有色敏範圍）來檢測眼睛中顏色信息。一種類型靈範圍紅色中心，另一種類型靈範圍綠色中心，另一種類型靈範圍藍色中心。通過這三種類型視錐細胞，眼睛可以看到可見光譜中所有顏色。
例如，您看着黃色鬱金香時，黃色光子會流入您眼睛並擊中紅色、綠色和藍色視錐細胞。黃色光子觸發紅色和綠色視錐細胞，您大腦色加綠色解釋黃色。視錐細胞相比，只有一種類型視杆細胞，因此視杆細胞只能檢測亮度，而不能檢測顏色。視杆細胞主要於光線環境。
方向信息只能人類粗略地檢測出來，方法是讓大腦跟蹤眼睛指向方式，並讓眼睛許多角度看待物體。例如，一間房間一面牆塗成紅色而另一面牆塗成藍色，則一面牆發出的紅色光子一個方向發射，另一面牆發出的藍色光子朝相反方向發射。房間中給定點處，該點處一堆光子包括沿相反方向傳播紅色光子和藍色光子。但是，人類只能通過轉動頭部並分析兩個視圖來推斷他大腦跟蹤他方向，從而推斷出紅色和藍色光子方向傳播（因此推斷出紅色和藍色光子位置）。
於人眼只能看到光子，因此光機（光產生機器）可以通過創建光子圖案（如果該光子確實存在）而使該物體看起來像是存在。例如，如果我們創建一個光子集合，並使其具有與椅子存在時存在光子集合模式，則可以使它看起來像是一個椅子。計算機顯示屏這麼做，機捕獲來自椅子光子中圖案，並信息存儲電信號。然後，計算機屏幕會使用此信息來創建光子集合，您會看到椅子圖片。
但是，標準計算機屏幕只能指定它們創建光子顏色、亮度和二維位置。因此，計算機屏幕上物理對象圖像是二維，並完全逼真。有很多技巧可用來向人類傳達信息三維空間，包括3D電影院中使用偏光眼鏡和某些書皮上使用雙凸透鏡。但是，此類系統並完全逼真，因為它們實際上會創建三維光子場。這意味着只能一個視角觀察對象這種“3D”重現，並完全逼真再現。有人發現，於此類“3D”系統使用視覺技巧是三維光子場，因此這些系統使他們感到頭痛和噁心。
延伸閱讀…
相比之下，全息投影儀接近於來物體三維光子場。因此，全息圖看起來逼真，並且可以像物體許多角度進行查看。然而，目前，全息圖不能地再現顏色信息。請注意，許多聲稱為全息圖彩色圖像實際上是平面圖像，並添加了使它們看起來有點三維技巧。直到全息圖能夠地創建顏色信息，才能實現物理對象完全光子重現。
上面有幾個人回答了我，有人發表意見，有人把頭一甩民科，不用理會，他知識官科才是科學。。。。。那麼本民科來説説我光認識，，如果你認為是點個贊哈，你要是覺得本民科是錯，請指出來，可以不理我，真理不是越辯嗎。。所以請賜教。。
我什麼懷疑人眼不能看見光呢，，本民科到退休年齡了，是沒有退休費了。發現多年前聞裏介紹太空是。只是沒有人思考這問題罷了，這裏我説句題外話讀書多代表你有科學分析能力，，有專家教授頭銜人懂科學分析。。
人眼地球上能看見陽光，你可以説是光線進入你眼睛，刺激你眼神經。你能看見了。但是太空裏，陽光會你四周，人什麼看不見陽光呢，這證據，證明我們眼睛能看見光是錯。。這裏有一個解釋，光子太空裏有反射，所以太空是看不見陽光，這有道理，那麼光波呢，光是光波會直線運動吧，怎麼進入你眼睛呢。這裏討論光是光子和光波了。。太空里人眼看不見光是事實。。説我們光定義是有問題。
其實光是光子還是光波，無良官科證明成了電磁波，這問題，顯微鏡觀察就行了。可惜我們現今技術達不到。所有人是瞎子摸象，科學靠猜。。
幾年思索。。我於找到了證據，那鏡子。不管你認為光是光子還是光波，統一認識是物體反射光進入我們眼睛形成圖像，這觀念深入每個人腦海裏了。。那麼事實是這樣嗎，鏡子能反駁這理論，，光我們地球上遇到物體，於物體表面不是全部是平吧。那麼物體反射光子或光波是不是規則呢，這個是可以確定。。那麼光會空間來沒有規律反射，這樣我們不能看見物體，當光進入鏡子光不能顯示物體形狀，。
我們鏡子裏看見物體，會我們移動物體影像會變化，那麼我們看見是什麼呢，思索，我們看見是光斑，光子激發狀態覆蓋了物體表面，。他們説光波。
激發狀態物體光源，我們只能看見光斑，而物質反射光子不是我們眼睛能看見，所以我們眼睛移動角度時。物體光斑影像映入我們眼睛。。
有人會説我們眼睛能看見空間是，是有這個問題。。什麼空氣是呢，是光子撞擊空氣分子產生光斑，使我們能看見，但是空氣分子密度沒有物體大所以會鏡子來反映出來。這理解吧，於空氣光斑暗，所以情況下是我們眼睛了。。如果人鏡子外抽煙，鏡子會映射出來。煙成了光源。一樣會有光斑產生。