超震撼:【量子纠缠】实证了佛法的空性!(5)

他始终未曾放弃万有理论(a theory of everything)。爱因斯坦后半生一直在构想一个大统一的宇宙,但没有成功。他也在继续独自试图解决量子的幽灵特性。对多数物理学家来说,如果想设计一个激光器或晶体管,那么量

 
他始终未曾放弃万有理论(a theory of everything)。爱因斯坦后半生一直在构想一个大统一的宇宙,但没有成功。他也在继续独自试图解决量子的幽灵特性。对多数物理学家来说,如果想设计一个激光器或晶体管,那么量子理论很有用,但若要对它深究则行不通。
 
这种态度甚至在那些想理解宇宙深层机制的人士当中也颇为普遍。因此,在对统一理论的探求中,量子理论的基础,即它对粒子、场和现实本身的描述所基于的假设,被搁置到次要位置。“爱因斯坦坚信,解决量子力学这些基础问题对于解决统一的问题来说是必不可少的,但他的这个信念被埋没并丢失了。”加拿大沃特卢的圆周研究所的李·斯莫林说(Lee Smolin of the Perimeter Institute in Waterloo, Canada)。
 
但一度失去的现在又找回来了。其复活的核心原因是,越来越多的结果显示出纠缠对我们的现实观有着深刻的暗示。最近,奥地利的维也那大学的一个小组领导的试验,提供了迄今最有说服力的证据,证明在我们的所见之外,并没有客观现实。我们的观测造就了现实。
 
这个观点很有争议,也不算新。但越来越多的证据可能会给万有理论的探索带来很大的潜在影响。如法国巴莱佐光学研究所的阿莱因·阿斯派克特(Alain Aspect of the Institute of Optics at Palaiseau in France)所说,
事实上我们现在正处于“第二次量子革命的概念性的开端。” 
 


首次量子革命始于1920年代。爱因斯坦认为量子力学的很大的问题是,它与所有其他物理理论所支持的直觉相抵触。在我们的经验里,物体在空间中有明确的位置,以及有限的作用范围。然而根据量子理论,尽管一对粒子的时空间隔使得信号还未及在其间传递,但它们仍然能够共享关于其量子状态的信息,并且有时还会互相改变。
 
爱因斯坦因此觉得在描述物理现实方面,量子力学缺少了什么东西。他认为,并非是粒子之间通过幽灵般的关联共享状态信息,而仅仅是我们不知道何处能找到决定它们的诸如动量值等的因素。
 
爱因斯坦说,若找到这些“隐变量”,则所有这些神秘的幽灵特性都将冰消瓦解,取而代之的将是一个运作于符合常情的规则之下的量子理论。
 
不出所料,爱因斯坦并没有就此停手,他构想出一个数学形式的论据来加强其观点。他与波里斯·波多斯基(Boris Podolsky)和内森·罗森(Nathan Rosen)合作,向量子阵营发出挑战书。
 
1935年,这三位理论家发表了爱因斯坦-波多斯基-罗森思想实验,即EPR。它说,如果量子理论是正确并完备的,你应该能做出这样一个实验:
 
对一对纠缠的粒子中的一个进行观测时,应该能即刻影响到它远程孪生兄弟的量子状态。在当时,这看上去违反了公认的物理定律,因此对能否认为量子力学完备地描述了现实,提出质疑。
 
咬牙切齿之声和胜利的欢呼声随之而来。也在试图解决量子力学问题的埃尔温·薛定谔兴高采烈地对爱因斯坦说,这篇EPR论文扼住了量子理论的“咽喉”。但是,没有人知道怎么真正实现这个思想实验。
 
于是,这两大阵营——其中爱因斯坦的对手以令人生畏的丹麦物理学家尼尔斯·波尔(Niels Bohr)为先锋——在接下来的二十多年里进行了激烈的交锋。
 
1964年,即爱因斯坦去世的九年之后,约翰·贝尔(John Bell)找到一个测试EPR的方案。如爱因斯坦一样,他也相信直观的“定域实在论”:即一个粒子不可能即时地被一个远处的事件影响,而且它的属性独立于观测而存在。
 
贝尔推导出一个数学公式,它量化地说明了,如果你对一对纠缠粒子进行观测时,会得出什么结果。如果定域实在论是对的,那么对两个纠缠的粒子各自做出的观测之间的关系,不会超出某一个量,原因是粒子间的相互影响是有限的。至此,进行一个明确实验的舞台已经搭好。
 
多年之后,阿斯派克特在巴黎大学他的地下实验室里建造了所需的设备,而到了1982年,他得到了结果:贝尔公式与量子实验不一致(《新科学家》杂志,1990年11月24日,43页)。
 
阿斯派克特宣告,这个世界不可能既是定域的又是实在的——爱因斯坦错了。但是选哪一个:实在论还是定域性(realism or locality)?粒子仅在观测时才获得实际的属性,还是,粒子之间可以有远距离的即时相互影响?
 
答案本来可以从另一个来源得到。早在阿斯派克特进行他的实验之前的1976年,物理学家安东尼·莱格特(Anthony Leggett)想出一个他称为“内核”(the kernel)的办法修改贝尔公式,把它作一个扭转:
 
他量化了可能得到的实验结果,即,假如远程、即时的作用可能的话,当你观测纠缠的粒子时会得到什么结果。莱格特后来在2003年发表了这个公式,就是这一年他为他在氦-3的量子属性方面的工作获得了诺贝尔物理奖。

  
我们来看一个由奥地利和波兰的物理学家组成的小组,他们现在已经完成了关于纠缠光子的实验以检验莱格特公式(Leggett's formula)(详见“实在性的终结”)。这个小组由奥地利科学院的马库斯·阿斯佩尔迈耶(Markus Aspelmeyer of the Austrian Academy of Sciences)和维也纳大学的安东·蔡林格(Anton Zeilinger of the University of Vienna)领导。 (发布者: 欢迎投稿,网站:无量光佛教网讨论请进入:佛教论坛)

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