有关道,狭义相对论以及量子纠缠态之间的相互纠缠
(2009-11-12 19:22:31)
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Einstein 狭义相对论认定两粒子间传递讯息的速度不可能超过光速,不存在超距作用。这个说法后来称为Einstein 定域性原理.
Einstein后来弄了个EPR 悖论,来抨击量子理论,那个定域性原理,就是他论证的关键基础。但Bohr并不赞同Einstein 的定域性原理对量子纠缠态的约束。他认为量子纠缠状态下的粒子,形成一个系统,对其中任何一个粒子的测量,都是对整个系统的扰动,所以不存在什么超距问题(俺觉着Bohr这么说有点取巧),而且他质疑Einstein对物理实体的判别准则。Einstein 认为,物理实在是独立于观测者而客观地存在的, 而Bohr认为一个物理量,只有在当它被测量之后才是实在的。 在这点上,俺觉得Bohr说的理直气壮。到目前为止,人类所认为的物理实在都与观测脱不开干系。独立于观测存在的物理实在,严格的讲只能说是一种哲学说法,是形而上学,并不符合当前物理现状。其实到今天为止,整个的物理学所发现研究的客观世界,都离不开观测,观测的本身与观测的对象一样真实。
针对Bohr关于一个物理量只有当它被测量了以后才是实在的说法, Einstein 就曾问过:"难道月亮只有我去看她时才存在吗?" 对这个,俺的想法是, 我们通常人所理解的月亮大概只是我们眼中所显现的月亮。位置,速度,质量等等物理量也只是人类用来理解我们周遭眼见的这个世界所发明的并可以用人类所能能理解的测量手段进行观测到的一些数值罢了,并不能完全代表脱离观测的世界的真实状态.
脱离观测的真实世界,如果非要描述它的状态, 俺倒是倾向于老子关于"道"的描述.也许,微观粒子的真相本身就如老子所言,是"绳绳兮不可名,复归于无物。是谓无状之状,无象之象,是谓惚恍。" 这段话也可以这么理解, 任何一个微观粒子,本质上都是一个无限的客体(既然单个粒子本身就是一个无限客体,那么所谓的超距现象就很容易理解了), 而所有的这些无限客体,组成了这个世界。组成这整个世界的所有无限客体,相互缠绕,形成不可分的一个整体。在道德经里,老子还有另外还有一段对世界本原"道"的精彩论述:"道之為物,惟恍惟惚。惚兮恍兮,其中有象;恍兮惚兮,其中有物。窈兮冥兮,其中有精;其精甚真,其中有信。自古及今,其名不去,以阅众甫,吾何以知众甫之状哉?以此。" 这样说对多数人可能也不容易理解,但俺个人觉得非常形象。
回到ERP悖论,1951年, Princeton 大学教授David Bohm搞出一个隐变量说法,基本意思是说有一种隐藏的,未知的参数控制了粒子的行为。这种「隐藏」的性质决定了我们观察的结果。我们所见到的机率现象,只是统计的,平均的结果。透过这种理解,Bohm就可以回到决定论的体系结构下去理解这个量子力学,因此他就说量子力学并不完备,一定可以找到某种完备的理论来解释这个现象。但当时并没有什么好的办法来进行验证这些不同说法,这个问题陷入了僵局。整个事情基本就变成了哲学上不同观点的争论。到了1964年的时候,J.S.Bell发了篇著名的论文,他推导出一个结论,说任何企图保持Einstein定域性原则的隐变量理论都将不能和量子力学相容。而且他提出了个检验Einstein 定域性原理的Bell不等式供大家实验检验。
近年的一些研究试验结果越来越倾向于认定量子力学中的非定域性(超距)现象是真实的,而不支持Einstein的定域性原则对量子纠缠态的约束。
几个著名的不支持Einstein的定域性原则的试验如下:
1997年,日内瓦大学Nicolas Gisin试验,
1998 Los Alamos美国国家实验室的Paul Kwiat和他的同事们的试验
1998年,Anton Zeilinge试验
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至于quantum computer,确实是基于量子纠缠状态,可以当成是量子纠缠态的应用领域吧,在实现上还处于研究阶段,是当前量子领域的研究前沿。