最近看量子科普,明白了一些有趣的道理。。。
文章來源: 小二哥李白2016-09-28 21:02:42

原文寫於2016年,所以到的實驗得到2022年諾貝爾物理獎。

最近看量子科普,明白了一些有趣的道理。

從量子糾纏入手,碰到了兩個著名的物理命題的世紀決對:

以愛因斯坦為首的“宇宙決定論”,即他的著名的“上帝不扔骰子”宣言,他認為宇宙一切皆既定且可測。

以波爾為代表的,“量子狀態不可測知論”,既量子狀態不可測,一測就定下來。亦即,宇宙事件不可預知,直到最後量子狀態改變的那一刻。而且一旦可測,即成為過去,結果不會再變。

對於這個看似隻能問上帝的問題,一個北愛爾蘭科學家約翰貝爾居然找到了證明兩個命題孰真孰偽的邏輯方法,即他的“貝爾不等式”。

貝爾不等式是一個簡單的邏輯方法,證明兩個概率獨立的係統如果疊加,無論誰先誰後,其匯總概率不大於兩個獨立的概率之和。如果大於,那麽它們同屬一個係統,且先發生的事件影響後發生的事件。

這個簡單的邏輯不等式,在其他所有實驗都證明符合邏輯的前提下,在兩個糾纏的量子,在距離遠到在規定時間內光不可以到達的距離之外,並且在規定的時間內完成兩個看似獨立的概率事件,它們的概率總和卻不尊從貝爾不等式,而且超出量非常之大。

這說明,兩個糾纏的量子,在光速不能到達的距離之外,即我們常識中的兩個世界,卻不是兩個概率互相獨立的係統,而是可以互相影響。

這讓科學家們很興奮:這兩個世界到底誰先誰後,誰影響誰?

他們設計了兩個空間距離很遠的係統,讓其中的一個係統可以在時間T1那一刻把量子的狀態照相。他們在另一個係統,可以在時間T2,改變量子的狀態。然後他們放兩個糾纏的量子進去這兩個係統,他們可以控製T1和T2的先後次序。

係統設計得很聰明,可以去上帝那裏領獎了。

實驗反複顯示一個結果,隻要他們在時間2之前不看結果,時間1照的相的結果總是與時間2的改變符合。也就是說,即使你在時間1照了相,隻要你在時間2之前不去看,時間2之後,時間1的相片的內容總是由時間2的狀態來決定。

如果你在時間2之前偷看了時間1的照片,那麽在時間2那一刻量子隻留給你一個選項,就是與你偷看到的時間1的照片結果符合的那個選項。

這就是著名的量子"spoky"問題。愛因斯坦百思不得其解的問題。

這進一步說明,糾纏的量子,不但在兩個世界的空間裏是同一係統,而且在兩個時間上也是同一個係統,因果不由時間刻度的先後來決定,而是由狀態真正改變的那一刻來決定。

愛因斯坦帶去問上帝的那句話是錯的,波爾終於坐在了上帝的身邊。

其實這個概念很好理解,我們宇宙的能量,在宇宙大爆炸之前,處於“高溫”,“高速”和“點狀”的狀態,沒有溫度,時間和空間的量。宇宙大爆炸是宇宙能量“冷卻”的過程,我們在宇宙已經冷卻了的一邊,有了時間,空間和溫度的量。我們所熟悉的能量是已經“冷卻了”的能量,有確定的時間,空間和溫度。

而有些宇宙能量還沒完全展開,如量子,隻有空間和溫度的量,沒有時間量。直到我們人為冷卻它們,它們才有了我們熟悉的時間量。

或許還有一些能量,隻有時間和溫度,沒有空間 (暗物質?)。

或許還有一些能量,隻有時間和空間,沒有溫度 (暗能量?)。

或許我們現在的時,空,熱,還處在宇宙大爆炸過程中?

後續:這篇博文寫在2016年,所提到的實驗在2022年獲得諾貝爾物理獎。我是不是很有先見之明?