写于 2017-04-18 02:05:00| 澳门博彩在线| 国外

没有哪个物理学领域会引起更多的混淆,不仅在普通大众中,而且在物理学家之中,也比量子力学造成更多的困惑

一方面,它是新时代神话的来源,并且使得小商贩推销新的自助治疗;另一方面,对于哲学上的倾向,它提供了一些自由意志的幻想希望,在另一个决定论的宇宙中量子力学的观点混淆和沮丧的方面,也许没有接近称为“纠缠”的属性爱因斯坦,他从未真正接受过纠缠的存在称为诡异的“远处的幽灵行为”不幸的是,对于爱因斯坦而言,纠缠不清,“怪异”显然是真实存在的,因为荷兰的研究人员上周表示,正好赶上了万圣节

研究人员再一次肯定量子力学看起来很奇怪,它可以在任何我们可以测试的方式下工作为了理解恐怖纠缠究竟是多么的棘手,它有助于退后一步,思考当明智的“古典”物体发生什么时你将它们分开(古典物体足够大,或者与它们的环境足够强烈地相互作用,以便量子力学效应被清除)Imagin e我有一个雷管和一个炸弹如果我把它们隔开在街对面并激活雷管,它只能通过以光速或更慢的速度发送信号来触发炸弹只有在炸弹接收到信号后它才会然而,引爆量子理论表明,即使在整个星系中分离时,精心准备并置于组合量子态的物体仍然会“纠缠在一起”,只要它们与其他物体没有任何显着的相互作用来破坏纠缠如果我对两个纠缠对象中的一个执行测量,则无论两个对象有多大的距离,其他对象的状态都会瞬间受到影响

本身可能看起来并不是那么令人毛骨悚然的

毕竟,如果我将两个相同的然后观察到一对双胞胎有红头发,我立即确定另一对双胞胎也有红头发

真正的恐怖症只有在你考虑到什么时才会出现量子力学中的测量实际上涉及想象一对电子电子的行为就像他们正在旋转;此外,因为它们带有电荷,它们就像小磁铁一样,这意味着使用电磁辐射可以控制它们的自旋

例如,我们可以设置一对电子,使它们的自旋指向相反的方向相同的轴我们可以说这样的电子是“反对齐的”现在,假设我稍后尝试测量一个电子正在旋转的轴如果它围绕该轴在一个方向上旋转,它就像一个它的北极指向我们可称之为“向上”的方向;如果它正在朝另一个方向旋转,那么它的北极会指向“向下”

因为电子是反向对齐的,所以如果我发现一个向上指向,那么我知道它的伙伴必须指向下方

力学家说,任何一个电子的实际旋转方向都不是在测量之前确定的;唯一可以肯定的是,自旋是反向排列的甚至是很奇怪的,直到它们被测量出来,两个电子实际上在同一时间上下旋转

它们的测量状态是概率的:所有可以说的是,有一个五十五种可能性,即一旦测量出其中一个电子,它就会在旋转状态下“固定”因为两个电子处于单一量子态 - 因为它们纠缠在一起 - 我测量旋转的那一刻我确定了另一个电子的旋转方向就好像通过翻转一个硬币并且出现“头部”,我迫使另一个硬币出现“尾部”只要两个电子保持纠缠,那么即使在我的实验室中测量到一个电子,第二个电子也会受到第一个电子的测量的影响,而且没有时间延迟 - 即时 - 即使信号以光速行进将需要千年来跨越它们之间的距离这种瞬间联系是爱因斯坦对此持怀疑态度的“遥远的幽灵行动” 当然,在他的这一天,没有人真正看到纠缠;它只是量子理论的一个预言

1935年,爱因斯坦与两位合作者鲍里斯波多尔斯基和内森罗森一起撰写了一篇着名论文,主​​张纠缠如此疯狂,以至于如果量子力学预测到它,整个系统必须有缺陷没有系统这使得这种预言可能准确地描述宇宙,准确地说爱因斯坦和他的合作者正在经典地思考,想象当分离时电子是分开的物体

但是量子力学上,两个电子是单个量子态的一部分,不管它们有多远它们是不是独立的,分立的对象事实上,量子力学告诉我们,直到我们测量任何一个电子的位置,我们都无法确定它的位置在某种意义上, ,一些物理学家引导了爱因斯坦的怀疑论他们已经提出了我们不知道的一些隐藏的经典机制,它在某种程度上固定了e结果,以便创造纠缠的外观也许,例如,实验室设置是在某种程度上预先确定了电子在它们分离之前的自旋方向

这个猜想给物理学家带来了一个僵局:我们怎么能知道一些隐藏的机制没有工作

1964年,一位名叫约翰·贝尔的物理学家找到了解决方法

他写了一篇漂亮的论文,证明如果纠缠实验可靠地工作,就可以对粒子进行一组特定的测量,从而产生无法用任何可能预先确定自旋的经典机制在过去的半个世纪里,许多团体使用贝尔定理试图确认量子力学纠缠是真实的然而,怀疑论者一直指出,在每一个机制中实验中可能存在微妙的漏洞例如,有可能被假定为分离的系统实际上可能以隐藏方式耦合上周,由代尔夫特大学的一位物理学家Ben Hensen领导的研究小组荷兰的技术公司报告了一项试验的结果,旨在使这些问题得以解决

他们对一对e进行了同时测量未被缠绕的电子分开13公里 - 足够远以至于没有信号,即使是以光速行进的信号也能够及时地从一个检测器到另一个检测器以干扰他们的测量

他们还设计了一种独立检查被测电子的方式实际上是纠缠在一起他们的实验的这些方面都是重要的和新颖的:它们消除了怀疑论者认为可能偏倚先前实验的关键漏洞毋庸质疑,新的结果与量子理论和贝尔定理纠缠的预测现在似乎是一个经验性的结论 - 至少,直到有人能够令人信服地争辩说这个实验没有排除一些漏洞(一些物理学家已经开始这样做)

如果发生这种情况,其他研究人员将不可避免地试图产生即使在新的漏洞被排除的情况下贝尔定理将会得到满足的更好的实验循环将重复unti l没有任何漏洞,或者直到那些仍然存在的人看起来如此难以置信,以至于不值得努力去探索它们,我都会充满信心地这样说,因为即使这些直接测量的量子吓人行为很重要,我们已经可以确保量子力学在最小,最基本的尺度上是对世界的正确描述事实上,我们每天都在测试这种假设大多数现代技术都依赖于它我们的手机,我们的电脑,我们的汽车和许多其他电子设备都基于量子力学原理,这些原理与驱动其计算能力的电子元件相关联

这些原理间接地影响了代尔夫特实验中明确测量的恐惧因此,恐怖与否,我们的生活现代世界在很多方面都依赖量子力学纠缠是如此的诡异,以至于在思考它时吸引无意义的公司nclusions 例如,Deepak Chopra一直暗示着量子力学意味着客观现实并不存在于意识体验之外

然而事实是,意识与测量行为无关,可以通过机器完成,或者通过单一光子如果意识很重要,那么当我们写出实验结果时,操作机器的实验者的内心思想也必须被报告

我们需要知道他们是否在做白日梦,比如我们不知道机器可以记录数据并将其打印出来,不管人是否在房间内,而那些经典行为的打印输出在人类返回时不会改变

同样,上周,普利策获奖作家Marilynne Robinson也出版了一篇文章,她挑战现代科学的本质和相关性文章认为,纠缠“提出了关于时间和空间,因此关于因果关系的基本问题”她接着说,这让人质疑科学解释整个现实的能力

很容易理解罗宾逊是如何得出这个不正确的想法的:当这里测量一个电子能够瞬间影响另一个电子的测量时,这个宇宙的一边比光的速度快,它看起来似乎已经把因果关系抛出了窗外

但是量子力学的教训并不那么简单事实上,自然包含了一个宇宙Catch-22考虑我们的两个实验者一个位于地球上,另一个驻扎在银河系的边缘,他们测量他们纠缠的电子的旋转,他们测量的任何东西都不会指向在几千光年远处进行的测量

他们每个人都会测量他们的电子在50%的时间内“上升”,“下降”50%的时间没有任何迹象表明他们的电子的自旋是相互关联的h电子在其他任何地方他们可以实现这一点的唯一方法是,如果他们彼此沟通但是,沟通可以发生,以最快的速度,以光速发生纠缠可能是瞬间的,但它不会产生可以即时检测到的信号

检测仍然遵循因果关系的普通规律量子力学揭示了自然界在最小尺度上确实是令人生畏的如果我们小心翼翼,我们可以检测到这种恐怖现象但幸福的是,它的存在并不意味着所有的投注都是关闭的基本定律支配宇宙的东西不会在量子阴霾中消失关于纠缠的最奇怪的事情可能是它非常符合我们对宇宙更广泛的理解

作者:莘瘟