量子纠缠的根源:爱因斯坦与玻尔的世纪大争论

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量子纠缠的根源:爱因斯坦与玻尔的世纪大争论

2023-08-12 09:52| 来源: 网络整理| 查看: 265

原标题:量子纠缠的根源:爱因斯坦与玻尔的世纪大争论

在20世纪30年代,爱因斯坦与以玻尔为首的哥本哈根学派,就量子力学的根本问题展开一场旷日持久的大辩论。其中争论得一个核心问题就是量子纠缠现象。然而,谁也不能说服谁。对于21世纪的物理学来说,梦想就是要将广义相对论与量子论统一起来。

今天,我们常常听到一种说法:在这场世纪大争论中,玻尔是胜利者,而爱因斯坦则是失败者。其实这种说法可能流于简单。如果没有这场大争论,怎么会有学者提出隐变量理论,怎么会提出贝尔l不等式以及以后的阿斯佩克实验?它们无异议地支持并深化了正统量子力学观点,同时也开辟了量子信息学等这样一些有广大应用前景的新研究方向。

在这场争论中,出现了不可思议的矛盾现象。要么正统量子力学违背相对论,要么违反物理实在性求或决定论。总之,虽然量子力学能对实验结果提供准确的预言,但它的物理基础却是不完备的。这就是著名的“EPR疑难”。

为了解决这一“疑难”,不少理论物理学家企图建立量子力学的隐参量理论,他们认为或许迄今为止,决定微观粒子的决定性行为的隐参量尚未找到,波函数的统计解释实乃目前一种权宜之计。1964年,在爱因斯坦去世9年以后,英国物理学家贝尔从隐参量存在和定域性成立出发得到一个可供实验检验的不等式,把一个长期争论不休的理论问题,变成一个可供实验判决的问题,从而对“EPR疑难”、对量子力学的理论基础作出了重大贡献。17年以后,阿斯佩克等人利用纠缠光子对在更一般情况下发现实验并不支持贝尔不等式而支持量子力学的正统解释。上述种种成果似乎对爱因斯坦和波尔的争论有了一个了结,但谁能回答,处于纠缠态中的粒子之间究竟存在一种什么性质的相互作用?

由此看出,物理过程的时空描述并不是万能的。隐变量的困境告诉我们量子力学中的跃迁或波函数坍缩显然不可能是一种时空过程,那么所谓非时空过程又是什么?它不受定域场论的约束,可以不遵守相对论,那么它究竟是什么?所以“EPR疑难”中揭示的正统量子力学的一些深层次问题依然存在。这令人想起著名理论物理学家费曼的一句名言:“我确信没有人能懂得量子力学。”

量子力学确实很神奇,由此看来,爱因斯坦、波尔等人似乎并没有使人们懂得量子力学,而是告诉人们在哪些方面还不懂量子力学。也许在与相对论统一的过程中,人们会看到新量子力学的一线曙光。返回搜狐,查看更多

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