量⼦纠缠三部曲

作者: 栾春阳

来源: 科学大院

发布日期: 2023-10-28 07:02:01

本文回顾了爱因斯坦与波尔在量子物理学理论上的对决,特别是通过EPR佯谬的思想实验,探讨了量子纠缠与狭义相对论的关系。波尔通过重新审视EPR佯谬,发现了其中的漏洞,并强调不应从宏观世界的角度理解量子纠缠,而应将其视为微观世界内的整体物理量描述。

在上一回故事中,我们回顾了以爱因斯坦为代表的量子物理学派,和以波尔为代表的经典物理学派的理论,并且感受到了第一次量子巅峰对决的精彩。爱因斯坦坚信经典物理学中朴素的哲学观点,即物理世界应该是“确定性”的,并且物理规律也必须遵循严格的“实在性”和“局域性”。而波尔则强调,微观世界不应该再用宏观世界中的经典物理理论进行描述,而是需要采用量子力学中的“概率性”。

因此,我们不能再从经典物理的角度出发,来思考微观的量子世界的奇妙事件。

虽然在第一次量子巅峰对决中,爱因斯坦身处的经典物理学派并没有占到上风。然而,爱因斯坦灵机一动,准备从他更擅长的狭义相对论出发,来向波尔发起第二次更加精彩的量子巅峰对决!爱因斯坦坚信狭义相对论中的核心观点,即“光速是宇宙中最快的速度”,因此,量子纠缠这一概念一定是错误的。

1935年,爱因斯坦(Einstein)找到了两位得力的帮手,分别是波多尔斯基(Podolsky)和罗森(Rosen)。他们三位提出了一个绝妙的思想实验,被称为“EPR佯谬”。这个实验设想是这样的:假如地球上的某个不稳定的粒子发生衰变,那么衰变的粒子就会生成A和B两个粒子,并且从原点开始向着两个相反的方向飞出去。

然而,物理量总是满足守恒的关系,也就是说,由于A和B两个粒子是由同一个粒子衰变形成的,那么A和B粒子的物理量总和应该始终保持不变。面对经典物理学派发起的第二次对决挑战,以波尔为代表的量子物理学派不由得紧张起来。波尔很快就从慌张中镇静下来,并且重新审视EPR佯谬。不久之后,波尔敏锐地发现了这个思想实验中的巨大漏洞!我们不应该再从宏观世界的角度来理解量子纠缠。

其实,量子纠缠只存在于微观世界内,并且用来描述整个系统的物理量。也就是说,远距离的两个粒子的随机行为之间,总是存在某种关联性,而且需要作为一个整体进行描述,而不能将其视作两个独立的粒子,再去考虑两个粒子之间的信息传递问题。

在第二次巅峰对决中,以爱因斯坦为代表的传统物理学派并没有取得胜利。但是,也正是由于传统物理学派提出的一系列有趣的思想实验,促使量子物理学派不断思考并且完善量子力学的“量子纠缠”理论。从某种程度上来说,这一次次的巅峰对决已经不单是物理学理论的争辩,而是新旧时代的两种思维方式的碰撞。而量子力学中量子纠缠的奇妙,使得爱因斯坦都感慨,“我不相信,连上帝都要掷骰子”。

UUID: ee0ecc3b-d2a9-4192-a31b-ed9dc8f63e06

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/科学大院公众号-pdf2txt/2023年/科学大院_2023-10-28_这次爱因斯坦还是没懂量子纠缠三部曲.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0051 元