量子核心概念终结篇——纠缠,为什么无法准确建立关于纠缠的直觉( 二 )


我们还没有完全理解纠缠到底是怎么回事 。事实上 , EPR(爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论)思想实验表明 , 纠缠可能违反爱因斯坦的宇宙速度极限 , 即光速!其实不一定 , 尽管信息可能会以这种方式传输 。然而 , 没有办法验证这种信息的传输 。
这种直觉背后的想法并不是关于不同的可观察对象如何相互纠缠在一起 。尽管守恒定律澄清了很多事情 , 但这是不够的 。它并不能完全解释关于纠缠的一切 。
隐变量
量子核心概念终结篇——纠缠,为什么无法准确建立关于纠缠的直觉
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如前所述 , 量子力学处理的是不确定性问题 , 很难与经典世界调和 。第三个缺陷在于 , 量子现象无法用经典的类比和规律来描述 , 无法达到完美的解释程度 。
关于纠缠的所有观点都是关于不完整的测量 , 在读者看来 , 纠缠似乎只是在等待我们去 "看 "或 "测" 。有点像抛出一枚硬币后 , 抛出硬币的结果(正面或反面)只是在我们盖住硬币的手底下等待被看到 。但纠缠并不是这么回事 , 如果在其中一个物体上发生了一些相互作用 , 使纠缠的可观测性受到影响 , 那么另一个物体的相应可观测性也会受到影响 , 前提是两者之间的纠缠没有被破坏 。
由此可能会产生一些问题 , 比如我们怎么知道类似硬币翻转的事件没有发生 。同样的问题是由大卫-玻姆(以及爱因斯坦-波多尔斯基-罗森 , 更早)提出的 , 他是1900年代最有影响力的量子物理学家之一 。他以量子力学的隐变量理论(Hidden Variable Theory)或量子力学的玻姆解释(Bohm interpretation)的形式提出了硬币翻转事件 。但是 , 这种解释无法通过实验测试 。它无法与贝尔试验相媲美 。
贝尔试验 , 又称贝尔不等式试验 , 是一个现实世界的物理学实验 , 旨在检验量子力学理论与爱因斯坦的局部现实主义概念的关系 。实验测试现实世界是否满足局部现实主义 , 这要求存在一些额外的局部变量来解释光子和电子等粒子的行为 。迄今为止 , 所有贝尔测试都发现 , 局部隐变量的假设与物理系统的行为方式不一致——维基百科 。
所以我们看到 , 在建立纠缠的直觉方面有相当多的缺陷 。但是 , 对于初学者来说 , 这种直觉应该提供一个路径 , 在此基础上进一步了解量子力学 。另外 , 各种直觉可以根据读者牢记的哪种解释而有所不同 。最深刻的是哥本哈根解释 , 但其他许多解释也在吸引着人们的眼球如多世界解释等 。
至此 , 我们量子力学核心概念系列就结束了 。这个系列涵盖了量子力学的核心概念 , 后续 , 读者可以进入更高级的话题 , 如退相干(decoherence)和局域性(locality) 。这个系列也会让你对这些概念的数学感兴趣 , 因为没有数学的物理就像没有味道的食物一样
来源:老胡说科学