神秘的“鬼像”——对灵异事件的探索

绿水兴安

      
    灵异事件有时可以归结为自然科学现象，下面，本人就自己所学知识，为岛上的朋友们介绍一下“鬼成像”的成因及一些相关性质，并着重介绍一下最新的科研成果：基于统计光学的无透镜鬼成像的的实验验证。  
    作为爱因斯坦-波多尔斯基-罗森( EPR) 佯谬争端的一个结论：即一个粒子衰变为两个向相反方向飞出的粒子，在我们没有观测它们之前，它们的状态都是不确定的，一旦观测了其中一个粒子，其状态就100%确定了，无论另一个粒子的物化性质怎样，这也表明，量子力学理论是不自洽的，这个问题的实质是对涉及多粒子体系（或多自由度体系）的纠缠态概念的澄清，而在坐标表示中就表现为量子力学中的“非定域性”，由此，纠缠光子对的空间非定域特性得到了广泛的认同。这种奇特的性质引发了与量子信息相关的研究。1993 年巴西科学家通过实验发现，采用纠缠热光源，通过符合计数，能使原本由于退相干而消失的杨氏干涉条纹，重新呈现在包含杨氏双缝的光路上；而稍早，俄国科学家采用同样的手段，使得物体的边缘衍射条纹，呈现在并不包含物体的光路上 。此后，有关非局域量子成像的研究迅速开展起来。“非局域”，指通过一定的手段,使像在并不包含物体的光路上生成；因此这种成像的方式也叫“鬼成像”。   
    曾一度认为，只有基于纠缠态双光子的纠缠光源，才能实现鬼成像；但近年来的研究表明，经典热光场也能实现这一过程。从经典统计光学入手，建立了热光场的数值模型，模拟符合热光特性的光场变化、光场传播、以及物体透射函数对热光场的调制，进而从光强度起伏的关联函数中，分别重现振幅型物体和纯相位型物体的傅里叶变换图像；通过与真实实验结果的对比，表明基于统计光学原理的该数值模型所预测的实验结果，与真实的实验结果完全一致，这表明，基于统计光学的无透镜鬼成像亦可以实现。
    为此，上光所（中国科学院上海光学精密机械与物理研究所）对基于统计光学的无透镜鬼成像做了数值模拟与实验验证，下面，简要介绍一下基于统计光学的无透镜鬼成像的模型及实验：
    热光场的数学模型为一阶跃函数，一般认为代表经典热光源的发光基元热光场的相幅矢量是联合圆高斯形随机变量。
    实验中用到分束棱镜把整个系统分成两条光路,含有物体的光路称作“物臂”,不含物体的光路称为“参考臂”。物体的宽度为c ,光源发光表面所在的平面为x0 ,待成像物体所在的平面为x , 其在参考臂上以分束棱镜为对称轴的对称平面为x′;假设分束棱镜的分束界面足够大,使得x 平面处的透射光场和x′处反射光场分布关于分束界面完全对称。在数值模拟中,物臂平面x2 的中心位置设定为光强波动的记录点;而参考臂的平面x1 则具有空间分辨能力,用以记录同时刻但不同位置光强随时间的变化。两个探测器探测到的光强信号经过光电转换后再进行相关运算(关联运算) 。通过数值模拟, 将会看到, 当满足一定条件时,振幅型物体和相位物体的傅里叶变换衍射像,均可在平面x1 上,即在不含物体的“参考臂”上得到。
    理论、数值模拟和实验所展示的这种新型成像方式的特点不仅在于“鬼成像”固有的特点,即“像”成在原本不包含物体的光路上;而且还有其他成像方式所不具备的应用前景:如硬X2射线、γ2射线,这些波段由于缺乏相干光源,因此衍射图像无法通过传统的方式获得;一般成像方式,不适用于这些波段;特别地,某些由费米子构成的射线,如中子源,本身在物理上就不可能具有高亮度相干光源,但这种成像方式却预示着即便这种射线,也能获得衍射成像。在相干光照明的前提下,若要获得准确的傅里叶变换,需要采用相干2 f 系统;否则,只有依靠夫琅禾费衍射才能实现。以波长为1 nm 的相干光照射限度为1 mm 的物体为例,只有当衍射距离达到3 km 时才能进入夫琅禾费区。因此这种成像方式为在缺乏透镜的某些波段实验室条件下实现傅里叶变换成像提供了可能。
    非局域成像（鬼成像）作为光电子学的一个分支，其研究才刚刚起步，理论数据也是在很多条件的限制下才与实验相吻合，但是，鬼成像技术作为一门新型的技术，有着传统成像不可取代的优势，如它可让信息（图像）高度自由化，传统光学成像必须经过光学元件的反射，折射，或微光放大成像在光线（或其反向延长线）到达的光路上，而鬼成像则摆脱了这些束缚，让信息传递渠道更加丰富，也会让信息的保密性得到进一步提高。
    有些人认为照相机拍到灵异图片是“鬼分子”或是“电磁场”使照相底片感光所致，这种说法是不对的。首先，要明白照相机原理。照相物镜与人眼结构没有本质区别，都是折射成像，但感光物质有本质区别。传统照相机底片是AgBr，光化学作用成像，在经定影，显影即可得出照片；数码相机是CCD（光电耦合器件），光电作用成像，用单片机计算光强并仿真模拟呈现在液晶或CRT屏幕上；人眼则是用视神经细胞（杆状和锥状）接收视网膜上的图像信息，通过视神经传递给大脑。
    在这里，“图像信息”亦有差别。我们都知道，光信息包括光强和相位两部分信息。传统照相机的底片和人眼只记录光强信息，所以人用一只眼很难分辨出立体；一般的数码照相机也只记录光强信息，只有很特殊的数码相机记录相位信息，这在计算机图形学中叫做“全息术”，会将图像的各个方位的立体信息完全记录，我们拿一张全息照片，移动目光的位置，会看到图像不同的角落，就像身临其境一样。
    “非局域”成像技术很类似“全息术”，唯一不同的是“非局域”获取信息的途径是通过关联光子对（电磁对），不用物体的光，而是与物体耦合成纠缠态的光子即可，所以成像条件很随意。
    在众多见鬼事件中，一部分可归结为经典的灵异事件，比如，我们听过很多拿热探测器（红外探测器）拍到鬼的例子，这相当一部分是由于热探测器冷光阑前置光机扫描系统或制冷系统的热噪声成像，或者镜头（对于红外镜头，一般是硅，锗等半导体或其化合物）的球差，彗差，像散，场曲，畸变等成像不完善所致，这在红外光学里叫做“鬼影”，即非信息源辐射红外波，经系统成像，与原图像信息叠加产生，当然，“鬼影”也能在可见光学系统中出现，这些灵异图像是用经典光学成像手段获取的，我们不妨称其为经典灵异现象；还有一部分就是前文提到的“非局域成像”所致，比如一个人已经到了另一个世界，但他用过的物品甚至与他毫不相关的空间的粒子束，如X光，真空紫外等电磁射线或电子束，中子束等与他的信息粒子（记录他图像的光子或分子）形成纠缠粒子，例如任意一个光子产生（湮灭的逆过程）两个纠缠正负电子对，其中负电子又构成这个人的组成部分，即负电子记录了这个人的整体信息，那么相应的正电子便是其纠缠粒子，这些粒子携带着他的信息，大自然可以说是最棒的实验室，在满足一定条件下和某些场合下，形成衍射斑或干涉纹，构成原物的轮廓，甚至直接呈现清晰地图像，“鬼像”便由此产生，即没有可见原光线直接入射到我们的瞳孔，我们或许会看到死去的人面容依然充满生机，这也是导致很多灵异事件发生的原因，这种灵异图像是基于量子统计物理学理论的，我们不妨称之为非经典灵异现象。
    我相信，有相当一大部分甚至全部的灵异事件都会归结为经典和非经典灵异现象，但似乎，非经典灵异现象更加神秘，或许还会有很多灵异事件发生在我们身边，这时我们应坐下来思索一下，不要急于归结到鬼神在作怪，量子光学为我们提供了很有力的理论基础，鬼成像技术的深入研究有助于我们揭开灵异事件神秘的面纱！   
    为了获得更普遍的阅读，我已将数值模拟计算及计算机仿真部分略去，同时图片也没有粘上去，希望大家谅解！

zx3178

我大赞！楼主太牛了，这岛上真的什么牛人都有啊！！！！！！！！！！！！！！

安邪

还是很专业，看不太懂
而且，似乎发错版面了

绿水兴安

恩，一到这里还是蛮合适的。

060202

赞一个  楼主的介绍还是挺专业的

破碎世界

介绍的很全面------很好------

死王天堂

很好，看懂了

大哥大798

看不懂啊，不过还是长了见识，LZ经典！

王海1234

用宋丹丹的话讲：那是相当有科技含量了。LZ的“非局域”成像确实能解释众多人们所看到的灵异现象，前些日子还在岛上看到照相机拍到的灵异图片，应该就是“鬼像”吧？

绿水兴安

回复 9# 王海1234


    你提问的很有价值，我就补充说明一下这个问题。
    有些人认为照相机拍到灵异图片是“鬼分子”或是“电磁场”使照相底片感光所致，这种说法是不对的。首先，要明白照相机原理。照相物镜与人眼结构没有本质区别，都是折射成像，但感光物质有本质区别。传统照相机底片是AgBr，光化学作用成像，在经定影，显影即可得出照片；数码相机是CCD（光电耦合器件），光电作用成像，用单片机计算光强并仿真模拟呈现在液晶或CRT屏幕上；人眼则是用视神经细胞（杆状和锥状）接收视网膜上的图像信息，通过视神经传递给大脑。
    在这里，“图像信息”亦有差别。我们都知道，光信息包括光强和相位两部分信息。传统照相机的底片和人眼只记录光强信息，所以人用一只眼很难分辨出立体；一般的数码照相机也只记录光强信息，只有很特殊的数码相机记录相位信息，这在计算机图形学中叫做“全息术”，会将图像的各个方位的立体信息完全记录，我们拿一张全息照片，移动目光的位置，会看到图像不同的角落，就像身临其境一样。
    “非局域”成像技术很类似“全息术”，唯一不同的是“非局域”获取信息的途径是通过关联光子对（电磁对），不用物体的光，而是与物体耦合成纠缠态的光子即可，所以成像条件很随意。
    用照相机拍摄的“灵异图片”理论上是有可能的，我们能看见也是有可能的（关联光子对的强度信息），只不过这种自然情况下形成的光子纠缠态几率太小了。