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《量子糾纏的超距作用,超光速是假象》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第二十七章:量子糾纏的超光速描述是假象有一個值得一提的哲理是一一任何物理上不可描述的東西在哲學上一定可以描述;但哲學上可以描述這種復雜,物理上不能人工再現(xiàn)。為什么會出現(xiàn)這樣的尷尬呢?很簡單,當你試著去思索宇宙的時候,你并沒有把宇宙包括在你的大腦中,即使可以,你不了解宇宙的所有運作機制。你不是宇宙,宇宙包含了你的存在。這就是不解!哥德爾不完備的定理木身就包含此種深意。用另一句簡單的話說一一你想證明的東西,永遠必須在你要證明的東西Z外去證明。否則你不能證明你所證明的東西是正確的,即是有現(xiàn)實意義的?,F(xiàn)在回到我們的主題一一量子糾纏!什么是量子
2、糾纏,先看看定義:量子糾纏是粒子在由兩個或兩個以上粒子組成系統(tǒng)屮相互影響的現(xiàn)彖,雖然粒子在空間上分開。糾纏是關于量子力學理論最著名的預測。它描述了兩個粒子互相糾纏,即使相距遙遠距離,一個粒子的行為將會影響另一個的狀態(tài)。當其屮一顆被操作(例如量子測量)而狀態(tài)發(fā)生變化,另一顆也會即刻發(fā)生相應的狀態(tài)變化愛因斯坦稱其為"幽靈般的超距作用?!痹谶@里有必要為人家做一個冋顧。當代物理學的兩大支柱相對論和量子力學,無疑都經(jīng)受了很多嚴格的實驗,兩種的理論的正確性是有目共睹的。廣義相對論不能和量子力學融洽,即引力不能量子化的研究課題是當代的物理學的難題。
3、我還是堅持自己一貫的思路,廣義相對論是可以和量子力學融洽的。只需要修改廣義相對論的描述。因為目前兩個理論在根本架構(gòu)上的沖突之處是:量子場論是建構(gòu)在廣義相對論的平坦時空下基木力的粒子場上。如果要透過這種相同模式來對引力場進行量子化,則主要問題是在廣義相對論的彎曲時空架構(gòu),無法一如以往透過重整化的數(shù)學技巧來達成量子化描述,沒辦法用數(shù)學技巧得到有意義的有限值;相對地,例如量子電動力學中對于光子的描述,雖然仍會出現(xiàn)一些無限大值,但為數(shù)較少可以透過重整化方法可以將之消除,而得到實驗上可量到的、具有意義的有限值。所以我說廣義相對論的修改方向是這兩
4、點:丄、引力的成因是不是時空彎曲。廣義相對論的時空背景是彎曲時空,但不是引力的成因。2、引力的本源是吋空。口描述引力量子化的吋候一定要用"微分門思維來化解吋空彎曲的尷尬。但引力不是吋空彎曲造成的。引力可以說是一種吋空性質(zhì)。它反過來又會影響吋空構(gòu)建??谝Φ淖饔檬且怨馑賯鬟f的。那么量子糾纏所引發(fā)的"超光速''的討論是否對愛氏理論構(gòu)成了挑戰(zhàn)。答案是否定的!別忘了量子力學的兩大支柱互補原理【波和粒子在同一時刻是互斥的,但它們在更高層次上統(tǒng)一。】和不確定性原理【不確定性原理表明,粒子的位置與動量不可同時被確定】。所以在量子力學屮微觀粒子并不是
5、界限分明的,而是一種行動詭異的"概率云“。這些粒子不會只存在一個位置上,也不會只從一個路線到達另一個位置。我們一般用波函數(shù)來描述這些粒子的行為和特征。而兩個有共同來源的微觀粒子之間,只要有一個粒子發(fā)生變化,另一個就會發(fā)生變化。這種變化是立刻發(fā)生的,這就是量子糾纏。大家有沒有注意,量子糾纏發(fā)生的機制是有限制的。并不是說隨便兩個粒子相距N千米距離遠,都能發(fā)牛量子糾纏。比如說地球上一個粒子不可能和20。光年以外的一個粒子發(fā)牛量子糾纏。兩個或兩個以上的粒子發(fā)生量子糾纏必須在一個系統(tǒng)中,而且粒子是有共同來源的?!措p光子系統(tǒng)〉,比如:同一激光器產(chǎn)
6、生光子場進行雙偏分光,由于本身由同一激光器產(chǎn)牛屬、相干態(tài)',那這二個分光產(chǎn)生的光子系統(tǒng)屬〈相干糾纏態(tài)〉然后我們測量一個光子態(tài)某物理參量,會發(fā)現(xiàn)另一光子對應該物理參量也會同時改變,那么我們說對該〈雙光子相干系統(tǒng)〉對該物理參量而言是一種量子糾纏態(tài)!量子糾纏說明在兩個或兩個以上的穩(wěn)定粒子間,會有強的量子關聯(lián)。例如在雙光子糾纏態(tài)中,向左(或向右)運動的光子既非左旋,也非右旋,既無所謂的X偏振,也無所謂的9偏振,實際上無論自旋或其投影,在測量之前并不存在。在未測之時,二粒子態(tài)木來是不可分割的。那這樣量子糾纏態(tài)產(chǎn)牛原因就不難理解了,其實我們只要認
7、為該雙光子系統(tǒng)在分光前后是一個整體,那量子糾纏效應就很好理解了但實際上是這樣嗎?有人會說光子空間分離為二部分、怎么可能還是一個整體?關鍵點在于〈量子糾纏態(tài)〉的先決條件,雙光子系統(tǒng)是一種相關聯(lián)態(tài),在沒有解除相關聯(lián)態(tài)前,它就是一個整體!量子力學是非定域的理論,這一點已被貝爾不等式【任何定域隱變量理論不可能重復量子力學的全部統(tǒng)計預言。】的實驗結(jié)果所證實,因此,量子力學展現(xiàn)岀許多反直觀的效應。量子力學中不能表示成直積形式的態(tài)稱為糾纏態(tài)。糾纏態(tài)之間的關聯(lián)不能被經(jīng)典地解釋。所謂量子糾纏指的是兩個或多個量子系統(tǒng)之間存在非定域、非經(jīng)典的強關聯(lián)。量子糾
8、纏涉及實在性、定域性、隱變量以及測量理論等量子力學的基本問題,并在量子計算和量子通信的研究中起著重要的作用。多體系的量子態(tài)的最普遍形式是糾纏態(tài),而能表示成直積形式的非糾纏態(tài)只是一種很特殊的量子態(tài)。歷史上,糾纏態(tài)的概念最早