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有關道,狹義相對論以及量子糾纏態之間的相互糾纏

(2009-11-12 19:22:31) 下一個
Einstein 狹義相對論認定兩粒子間傳遞訊息的速度不可能超過光速,不存在超距作用。這個說法後來稱為Einstein 定域性原理.

Einstein後來弄了個EPR 悖論,來抨擊量子理論,那個定域性原理,就是他論證的關鍵基礎。但Bohr並不讚同Einstein 的定域性原理對量子糾纏態的約束。他認為量子糾纏狀態下的粒子,形成一個係統,對其中任何一個粒子的測量,都是對整個係統的擾動,所以不存在什麽超距問題(俺覺著Bohr這麽說有點取巧),而且他質疑Einstein對物理實體的判別準則。Einstein 認為,物理實在是獨立於觀測者而客觀地存在的, 而Bohr認為一個物理量,隻有在當它被測量之後才是實在的。 在這點上,俺覺得Bohr說的理直氣壯。到目前為止,人類所認為的物理實在都與觀測脫不開幹係。獨立於觀測存在的物理實在,嚴格的講隻能說是一種哲學說法,是形而上學,並不符合當前物理現狀。其實到今天為止,整個的物理學所發現研究的客觀世界,都離不開觀測,觀測的本身與觀測的對象一樣真實。

針對Bohr關於一個物理量隻有當它被測量了以後才是實在的說法, Einstein 就曾問過:"難道月亮隻有我去看她時才存在嗎?" 對這個,俺的想法是, 我們通常人所理解的月亮大概隻是我們眼中所顯現的月亮。位置,速度,質量等等物理量也隻是人類用來理解我們周遭眼見的這個世界所發明的並可以用人類所能能理解的測量手段進行觀測到的一些數值罷了,並不能完全代表脫離觀測的世界的真實狀態.

脫離觀測的真實世界,如果非要描述它的狀態, 俺倒是傾向於老子關於"道"的描述.也許,微觀粒子的真相本身就如老子所言,是"繩繩兮不可名,複歸於無物。是謂無狀之狀,無象之象,是謂惚恍。" 這段話也可以這麽理解, 任何一個微觀粒子,本質上都是一個無限的客體(既然單個粒子本身就是一個無限客體,那麽所謂的超距現象就很容易理解了), 而所有的這些無限客體,組成了這個世界。組成這整個世界的所有無限客體,相互纏繞,形成不可分的一個整體。在道德經裏,老子還有另外還有一段對世界本原"道"的精彩論述:"道之為物,惟恍惟惚。惚兮恍兮,其中有象;恍兮惚兮,其中有物。窈兮冥兮,其中有精;其精甚真,其中有信。自古及今,其名不去,以閱眾甫,吾何以知眾甫之狀哉?以此。" 這樣說對多數人可能也不容易理解,但俺個人覺得非常形象。

回到ERP悖論,1951年, Princeton 大學教授David Bohm搞出一個隱變量說法,基本意思是說有一種隱藏的,未知的參數控製了粒子的行為。這種「隱藏」的性質決定了我們觀察的結果。我們所見到的機率現象,隻是統計的,平均的結果。透過這種理解,Bohm就可以回到決定論的體係結構下去理解這個量子力學,因此他就說量子力學並不完備,一定可以找到某種完備的理論來解釋這個現象。但當時並沒有什麽好的辦法來進行驗證這些不同說法,這個問題陷入了僵局。整個事情基本就變成了哲學上不同觀點的爭論。到了1964年的時候,J.S.Bell發了篇著名的論文,他推導出一個結論,說任何企圖保持Einstein定域性原則的隱變量理論都將不能和量子力學相容。而且他提出了個檢驗Einstein 定域性原理的Bell不等式供大家實驗檢驗。

近年的一些研究試驗結果越來越傾向於認定量子力學中的非定域性(超距)現象是真實的,而不支持Einstein的定域性原則對量子糾纏態的約束。

幾個著名的不支持Einstein的定域性原則的試驗如下:

1997年,日內瓦大學Nicolas Gisin試驗,
1998 Los Alamos美國國家實驗室的Paul Kwiat和他的同事們的試驗
1998年,Anton Zeilinge試驗

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至於quantum computer,確實是基於量子糾纏狀態,可以當成是量子糾纏態的應用領域吧,在實現上還處於研究階段,是當前量子領域的研究前沿。
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