評“50年物理難題蓋棺定論 愛因斯坦錯了”

2015年8月31日的奧創智能網有文，

“雖然愛因斯坦是量子理論的始作俑者，可他本人一生都不願接受量子力學的怪誕結論。他說過一句很有名的話“上帝是不投骰子的”，旨在否定量子力學對物理世界概率性的描述。儘管愛因斯坦已經去世60年，但他給後人留下的爭論一直是科學界的熱門話題。然而，幾天前由荷蘭物理學家發布的實驗結果終於表明，愛因斯坦錯了。

從量子力學誕生開始，爭論就沒有停止過。儘管以丹麥物理學家波爾為代表的 “哥本哈根學派”認為量子力學是完備且自圓其說的，愛因斯坦等物理學家卻始終堅持量子力學不是最終理論。愛因斯坦認為，物理世界的主宰是傳統的機械決定論，而非概率。兩派長期針鋒相對，唇槍舌戰，他們爭論的焦點落在了“量子糾纏”(quantum entanglement)上，而量子糾纏直接挑戰了經典物理學的定域性描述。比如，兩個朝相反方向運動的光子，只要不受干擾，無論相距多遠都可以在瞬間傳遞信息。打個比方，即使牛郎和織女分居在銀河兩頭，彼此心映即刻完成，無需時間。

愛因斯坦難以接受這樣的結論，因為按照他提出的相對論，信號傳遞的最快速度是光速，兩個相距甚遠的物體是不可能在瞬間交換信息的。也就是說，如果銀河系有10萬光年大，那麼牛郎的呼喚需要10萬年後才能被織女知道，絕不是發生於頃刻之間事情。愛因斯坦為此還提出了著名的“隱變量理論”，將量子力學不能給出確定結果的概率問題，歸咎於人們對某種尚未發現的“隱變量”的無知。他認為，那兩個彼此背離而行的光子，一定是具有某種內在的機制，決定了它們之後的行為，只不過人們不知道罷了。也就是說，牛郎和織女在每年分手的時候都要約定好，在日後的某個時刻彼此互相思念，只是這樣的約定還沒有被王母娘娘發現而已。

簡而言之，如果愛因斯坦是對的，那麼人們依然可以按照傳統的科學理念去理解世界。如果哥本哈根學派是對的，那麼人們就不得不推翻許多根深蒂固的觀念，重新去審視我們的世界。人們也不得不承認，真實的世界和我們通過感官所接觸、所看到的世界在本質上是完全不同的。在當時，許多人都認為這樣的爭論不會有結果，因為這已然超越了科學範疇，上升為一個哲學問題。

可轉機出現在上世紀60年代中葉，當時愛因斯坦已經去世10年。歐洲核子研究組織(CERN)的約翰·貝爾(John Bell)在赴美國訪問期間，發表了著名的論文，將這一看似抽象的哲學問題簡化為一個清晰的數學不等式，它被人們稱為“貝爾不等式”。貝爾不等式其實是說，如果愛因斯坦提出的隱變量存在的話，那麼在特定的實驗條件下，實驗結果(大量獨立重複實驗的統計概率)就會被限制在一個範圍之內。一旦實驗測量超出該範圍，即貝爾不等式不成立的話，那麼愛因斯坦就是錯的，隱變量理論也就不正確。由於貝爾不等式可以直接付諸實驗觀測，愛因斯坦與哥本哈根學派之間的爭論不再具有形而上的神秘色彩。取而代之的是，人們開始熱衷於貝爾不等式的實驗觀測。

然而實驗測量並不簡單。在過去的50年裡，人們提出了不計其數的實驗方案，但每一個方案都有漏洞。所以，儘管許多實驗得到了違反貝爾不等式的結果，但由於漏洞的存在也無法在邏輯上直接證明貝爾不等式不成立。令人振奮的是，最近由荷蘭代爾夫特科技大學的Ronald Hanson領導的科研團隊，終於實現了沒有漏洞的實驗觀測，50年來第一次無懈可擊地直接證明了貝爾不等式不成立。

Hanson團隊的實驗設計十分巧妙。他們在相距1.28千米的兩個實驗室里，分別用微波去激發處於極低溫的鑽石里的電子。當電子被激發出來時，它們同時也放出與自身相糾纏的光子。兩邊的光子通過光纖傳送到位於兩實驗室之間的另一個探測地點，這裡精確記錄着光子到達的時間。如果兩邊發射過來的光子同時到達並以特定方式干涉，那麼兩個光子就會立即將自己所“代表”的電子糾纏起來，實現遠程的量子糾纏。這好比遠隔10萬光年的牛郎和織女各派一個天使在鵲橋相會，如果兩個天使同時到達並正確表達了主人的意思，那麼牛郎和織女就實現了遠程的“約會”。

由於兩邊的實驗室在同時測量電子的自旋，一旦兩個電子實現了遠程的量子糾纏，儀器就會記錄它們自旋在不同方向出現的頻率。大量觀測數據的統計結果顯示，貝爾不等式的確不成立。該實驗唯一不盡人意之處，在於兩邊的光子精確同時到達的成功率很低，大約1.5億個光子對中才能有一對光子成功干涉並實現電子的遠程糾纏。因此，該實驗一共進行了22個多小時，卻只得到245次有效數據。不過，該團隊目前正在努力改進，以期提高效率。

他們的實驗結果剛剛出爐，尚未來得及發表於正式期刊上，但已經得到物理學界的普遍關注。“這是量子物理學一項里程碑式的文章”，澳大利亞格里菲斯大學的Howard Wiseman評價道，儘管他本人沒有參與這項實驗。工作於悉尼大學的物理學家Christopher Ferrie認為該實驗將有深遠影響，他說“物理世界和人們日常直覺上看到的世界有着深刻的不同，人們將對此不再有任何的懷疑”。維也納大學的Anton Zeilinger領導着一個與荷蘭Hanson相競爭的科研團隊，當他看到Hanson這項舉世矚目的成果時不禁說道“這是一個非常漂亮的實驗，除了要祝賀他們的團隊以外沒有別的了。”他還說，如果愛因斯坦活着的話，他一定會對此印象深刻。”

黑體字是我加上去的。

首先假定奧創智能網不是在忽悠，假定Ronald Hanson領導的科研團隊也不是故意科技造假。

先看兩條評論：

““然而實驗測量並不簡單。在過去的50年裡，人們提出了不計其數的實驗方案，但每一個方案都有漏洞。所以，儘管許多實驗得到了違反貝爾不等式的結果，但由於漏洞的存在也無法在邏輯上直接證明貝爾不等式不成立。”這些實驗大部分在發表的時候也和這次的實驗一樣以為自己這次沒有漏洞了。可是過不了多久就給別人發現了漏洞。估計不出三個月就會有人挑戰這個實驗。看來物理學家很可能錯過了一些非常基本的東西，得到了一些離奇的結論，想用實驗來證明這些結論，無論如何努力總是只差一點點。”

“怎麼這些物理學家都變成上帝了，能“無論相距多遠都可以在瞬間傳遞信息，無需時間”？經過幾百年之後，這條“無需時間”又被證明是錯了。有趣!”

信息是否能夠不計距離瞬間傳遞，到現在為止沒有試驗結果支持，所以不能說行，也不能說不行－－因為有那麼多的物理學家說“行”。

看看文章里的這個試驗結果能否被認可。

我以為僅就文章所述這個實驗有兩個漏洞。

其一：

愛因斯坦說上帝不擲骰子，是要表明不能依賴一、兩次物理實驗成功結果就確認這個實驗是可行的，結果是存在的，也就是說物理不承認小几率的發生能成為規律。

（這和生命領域不一樣，在物種演變中，一個小几率的進化就有可能演生出一個新物種。）

如果根據一、兩次成功的結果就能斷定這個結果是存在的，2014年日本的小保方晴子在她自己所做的驗證STAP細胞的實驗中也發現了幾個疑似STAP細胞的東西，STAP細胞也應該被承認存在，不過連日本科技界都不認可這個結果。

根據文章所述，Ronald Hanson團隊的成功率是1.5億分之一。如果在普通物理實驗中，這麼小的成功幾率會被視為這個實驗沒有結果。做了1.5億次實驗，只有一次出現了期待的結果，能說明什麼問題？

其二：

愛因斯坦的相對論提出信號傳遞的最快速度是光速。

在Hanson團隊的實驗中，兩個實驗室相距1.28千米，探測光子的地點位於兩個實驗室之間。光的速度是30萬千米。如果信息確能瞬間傳遞，兩個實驗室的兩個電子應該在相同時間實現遠程的量子糾纏，那麼所用的是兩個什麼樣的計時器，其誤差在30萬分之一秒內？

這個罈子裡有幾位物理大俠。大俠們如果感興趣，請現身指教。