558、相距幾萬光年仍能心心相印(二) |
送交者: 和顏清心 2018年11月18日13:02:35 於 [教育學術] 發送悄悄話 |
4、進一步學習玻爾的論點 1935年E P R提出後, 遠在大洋彼岸的玻爾的回應—— 話說當玻爾收到E P R論文時, 量子力學對物理實在性的相關解釋, 已經發展有近10年了。 10年前,玻爾還沒來得及深究什麼 “在沒有物理干擾的情形下,觀察本身, 能在瞬間影響遙遠之外的物理系統”這類問題 (也許當時只有愛因斯坦才能如此窮追不捨)。 遠在丹麥的玻爾,看到這篇文章,在經過日夜冥思後, 寫了一篇文章。這篇文章,刊登在《物理評論》第48期上, 題目與EPR原題一樣, 也稱為《物理實在的量子力學描述能否認為是完備的?》。 波爾認為,愛因斯坦等人的思想, 仍然滯留在對宏觀物質研究的思路上。 E P R作者心中仍認為, 有一個離開觀測而存在的世界。 在回應中,玻爾從E P R所認為的“實在性”開始反駁。 玻爾對E P R中關於“不對體系進行任何干擾”的說法, 提出反駁, 波爾認為, 在測量中雖然沒有對B施加機械的力學干擾, 但由於量子的不可分性, 微觀體系和測量儀器,是構成一個整體的。 玻爾同意,A粒子和B粒子之間,不存在任何“機械性”的干擾,但是,量子力學認為, 即使沒有物理上的機械干擾, 對A粒子的觀察事件本身, 也會瞬時“影響”到B粒子的行為。 那麼,對A的觀察, 是如何影響到B粒子的呢? 是什麼能隔空瞬時引起這樣的事呢? 量子理論認為, 任何“觀察”都會給研究造成干擾, 玻爾認為, 微觀世界只有和觀測手段連起來看才有意義。 在觀測前並不存在2個獨立的物質實在, 而只存在“波函數”所描述的一個互相關聯的整體。 即,實際上, 並不存在相隔遙遠的2個分體。 既然只是1個整體, 它們之間無需什麼信號的傳遞! 玻爾的觀點是, EPR一文所主張的 “不受干擾”的“物理實在”是不存在的。 任何一種“觀測”,必定擾動對象。
註:對比之下,愛因斯坦一直堅持,存在着實在的外部世界。這世界是不依賴對其是否進行觀察而存在。舊的物理學關於物質世界的圖像與量子力學的“觀測手段會影響結果”的觀點,是完全不一樣的。
5、爭論的焦點 在整個討論中,二者爭論的焦點是: 到底什麼是‘物理上的實在性’。 所謂“實在性”, 這一直是一種有分歧的哲學問題。 就是說,如果粒子等對象的性質, 不被觀察就能知道,這就說明這種性質, 是藉助觀察創造出來的。 那麼,也就說明,對象是在對其觀察前, 就作為一種實在的東西存在了。 EPR說,如果這種實在性是客觀存在的, 但量子力學卻未能進行合理地說明, 那麼這個理論就是不完備的。 (EPR 認為,量子力學沒有說清楚物理上的真實世界。 EPR作者強調的是,人們在沒有觀察粒子性質時, 其性質就是存在着的。這種性質,不是觀察者創造的, 而不由觀察者創造的性質,就是一種物理實在)。 EPR問題,表明的是兩派哲學觀點的差別,即是 愛因斯坦的“經典局域實在觀” 和波爾一派的“量子非局域實在觀”的區別。
6、深入理解 實際上,EPR論文包含了“量子糾纏”問題 ( “糾纏”一詞,是薛定諤在EPR的論文後才提出的)。 想要了解什麼是“糾纏態”? 需要先了解什麼是“疊加態” (疊加,是指一個量子系統的幾個量子態歸一組合後得到的狀態)。自從在雙縫實驗中,發現了“粒子”具有“波”的性質, 這些身兼二性的粒子,就一直騰躍在幽微深遠的量子世界中。 https://www.sina.com.cn/?from=kandian
剛開始,科學家對波粒二象性有關“疊加態”的研究, 只是着重於對一個粒子的研究, 但是,如果把研究應用到2個以上粒子時, 就會產生讓愛因斯坦稱為幽靈作用的現象, 這些現象被稱為“量子糾纏態”。 有人認為, 量子之間這種相互糾纏的‘實相’, 不是凡人所能解釋清楚的。 因為糾纏的實境, 實在是一種超過凡塵所能達到的境界。 正如理查德·費因曼 (美國物理學家、1965年物理學諾貝爾獎得主)的名言所述: “要說沒有一個人懂得量子力學,我想這話是保險的。” 我們能做的,只是 “滿足於沿着通向量子實體之路走下去時所遇到的奇景, 心裡並無把握到哪兒才是盡頭。 我們……需要去探索,以取得一個個新的經驗。” ——美國物理學家 派格斯 最後要說的是,玻爾的論證更具說服力, 可是,愛因斯坦仍然不承認玻爾的理論。 愛因斯坦認為, 儘管哥本哈根學派的解釋與實驗等事實相互一致, 但作為一種完善和完備的理論,應該是‘決定論’的, 而不應該是用‘非決定論’的概率語言來表達。
7、E P R論文的影響 E P R論文自1935年發表後, 其內容,對科學界具有長遠影響。 例如,在2002到2006年,僅4年時間, EPR被引用超過200次, 這可能是20世紀上半葉的論文, 被引用次數最多的物理學文章了。 如今, 以研究所謂“物理學幽靈作用”的實驗,已經建立起來了 (如前述,這種“物理學幽靈作用”,被稱為"量子糾纏")。 工業實驗室,已經把對"量子糾纏"的研究, 作為開發量子計算機的基礎研究了。
參考資料 《宇宙的精靈-通俗量子力學史》無功著PDF 第240-244頁 《上帝擲骰子嗎—量子物理史話》PDF版第139-142頁
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