最近看量子科普,明白了一些有趣的道理。。。
文章来源: 小二哥李白2016-09-28 21:02:42

原文写于2016年,所以到的实验得到2022年诺贝尔物理奖。

最近看量子科普,明白了一些有趣的道理。

从量子纠缠入手,碰到了两个著名的物理命题的世纪决对:

以爱因斯坦为首的“宇宙决定论”,即他的著名的“上帝不扔骰子”宣言,他认为宇宙一切皆既定且可测。

以波尔为代表的,“量子状态不可测知论”,既量子状态不可测,一测就定下来。亦即,宇宙事件不可预知,直到最后量子状态改变的那一刻。而且一旦可测,即成为过去,结果不会再变。

对于这个看似只能问上帝的问题,一个北爱尔兰科学家约翰贝尔居然找到了证明两个命题孰真孰伪的逻辑方法,即他的“贝尔不等式”。

贝尔不等式是一个简单的逻辑方法,证明两个概率独立的系统如果叠加,无论谁先谁后,其汇总概率不大于两个独立的概率之和。如果大于,那么它们同属一个系统,且先发生的事件影响后发生的事件。

这个简单的逻辑不等式,在其他所有实验都证明符合逻辑的前提下,在两个纠缠的量子,在距离远到在规定时间内光不可以到达的距离之外,并且在规定的时间内完成两个看似独立的概率事件,它们的概率总和却不尊从贝尔不等式,而且超出量非常之大。

这说明,两个纠缠的量子,在光速不能到达的距离之外,即我们常识中的两个世界,却不是两个概率互相独立的系统,而是可以互相影响。

这让科学家们很兴奋:这两个世界到底谁先谁后,谁影响谁?

他们设计了两个空间距离很远的系统,让其中的一个系统可以在时间T1那一刻把量子的状态照相。他们在另一个系统,可以在时间T2,改变量子的状态。然后他们放两个纠缠的量子进去这两个系统,他们可以控制T1和T2的先后次序。

系统设计得很聪明,可以去上帝那里领奖了。

实验反复显示一个结果,只要他们在时间2之前不看结果,时间1照的相的结果总是与时间2的改变符合。也就是说,即使你在时间1照了相,只要你在时间2之前不去看,时间2之后,时间1的相片的内容总是由时间2的状态来决定。

如果你在时间2之前偷看了时间1的照片,那么在时间2那一刻量子只留给你一个选项,就是与你偷看到的时间1的照片结果符合的那个选项。

这就是著名的量子"spoky"问题。爱因斯坦百思不得其解的问题。

这进一步说明,纠缠的量子,不但在两个世界的空间里是同一系统,而且在两个时间上也是同一个系统,因果不由时间刻度的先后来决定,而是由状态真正改变的那一刻来决定。

爱因斯坦带去问上帝的那句话是错的,波尔终于坐在了上帝的身边。

其实这个概念很好理解,我们宇宙的能量,在宇宙大爆炸之前,处于“高温”,“高速”和“点状”的状态,没有温度,时间和空间的量。宇宙大爆炸是宇宙能量“冷却”的过程,我们在宇宙已经冷却了的一边,有了时间,空间和温度的量。我们所熟悉的能量是已经“冷却了”的能量,有确定的时间,空间和温度。

而有些宇宙能量还没完全展开,如量子,只有空间和温度的量,没有时间量。直到我们人为冷却它们,它们才有了我们熟悉的时间量。

或许还有一些能量,只有时间和温度,没有空间 (暗物质?)。

或许还有一些能量,只有时间和空间,没有温度 (暗能量?)。

或许我们现在的时,空,热,还处在宇宙大爆炸过程中?

后续:这篇博文写在2016年,所提到的实验在2022年获得诺贝尔物理奖。我是不是很有先见之明?