人们通常说,电子的双缝干涉实验是一个让人恐怖的实验。但是,还有一个实验比电子双缝干涉更让人感到害怕,这个实验就是贝尔不等式检测。科学诞生以后,唯心主义逐渐退散,因为所有的物理现象都可以有明确的因果关系标定,并且物质与物质之间的联系必须是真实而且客观存在的,这就是经典物理所描述的世界。
对量子纠缠现象的解释,玻尔与爱因斯坦的争论。
同时制备一对自旋方向相反的电子,分别放开在两地,测量其中一个量子的状态,则另外一个量子的状态瞬间也被固定下来。
这就是所谓的量子纠缠现象,通俗一点讲就是相互纠缠的量子,触动其中一个,另外一个立刻会感知并且有反应。
当然这种现象是客观存在的,但是为什么会造成这样的现象?爱因斯坦和玻尔的解释是相反的。
对于绝大多数人的日常生活中,我们有这样的常识,而且这个常识是非常显而易见的,两个联动物体之间肯定有某种联系,这就爱因斯坦的观点。
所以,爱因斯坦认为两个纠缠量子之间存在着一种相互联系的物理量,这个物理量虽然暂时还没有探测到,但是它是存在的,被称为隐变量。
但是玻尔所代表的哥本哈根学派认为,这个隐变量是不存在的,两个纠缠态的量子之间的互动,不需要任何联系。
就普通人的观点上来说,绝大多数人都会站台爱因斯坦。
如果玻尔的观点成立,就面临着这样一个问题:两个物体之间的互动,如果不需要联系就意味可以跨越时空,存在着超时空的,类似于幽灵一般的作用。
再继续把玻尔的观点引申,可以认为像算命、对未来的预测,是有可能的。
所以如果科学能够代表确定性和100%因果关联的话,那么玻尔代表的哥本哈根学派的观点是难以忍受的。
这个时候,有一个爱因斯坦一派的信徒,或者说是崇拜者,叫做约翰.斯图尔特.贝尔,提出了一个解决方案,用来判定到底隐变量存不存在。这个就叫做贝尔不等式判定。
贝尔不等式判定的背后逻辑。
贝尔不等式判定有很多种形式,但是背后的逻辑是一样的。
现在我们通常看到的这个判定式,它是一个比较复杂的形式。
之所以写成这个比较复杂的形式,是因为这个形式,用来做物理实验比较容易操作。
实际上,贝尔不等式两边是两个概率,这两个概率可以相等,也可以左边大于右边,也可以右边大于左边。
如果左边小于等于右边,则证明爱因斯坦正确,如果左边大于右边,则证明玻尔正确。
左右两边的概率,分别代表从不同的角度观察a、b两个纠缠粒子时得到的统计结果。
为了便于说明,我们现在用两个不锈钢的箭头代表两个纠缠粒子。
A箭头向上, B箭头向下,两个箭头之间焊一根钢筋,把它焊死。
假如这根钢筋不是真实存在的, A箭头指向一个方向的时候,B箭头的指向不一定就是相反的,就有可能晃动。
现在就要问:这根钢筋是不是真实存在的?
怎么做这个实验?只要制造出大量的a箭头和B箭头,然后从不同的角度来观察之间的指向相关性,就能够判定中间这根钢筋是不是真实存在,如果是100%相关,那么这跟钢筋必然存在,如果存在某种概率上的晃动,就证明这个钢筋不存在。
为了节约时间,做了数学处理,就得到了我们通常看到的这个贝尔检测不等式。
贝尔不等式检测的结果,以及深远意义。
这个实验需要高精度的观测,所以它比较难做,在1980年以后才具备比较好的实验条件。
从上世纪80年代开始一直到最近,这40年的时间里,一共做了N次的贝尔不等式检测,所有的结果都判定:爱因斯坦是错的。
从上面贝尔检测背后的逻辑,我们就可以看到,这个检测是不带有任何预设前提的,也不带有任何物理量的选择,只是观察物质运动的情况,因而它是超越物理规律的,是绝对公正的。
只要这个实验没有漏洞,那么,物质联系的客观实在性就被判死刑。进一步可以引申为,客观实在并不存在。
这就是贝尔不等式检测,比电子双缝干涉实验更恐怖的地方。
牛顿力学告诉我们,力是改变物体运动的方式,但是量子纠缠告诉我们:物体运动方式的改变,可以不需要任何力,不需要任何联系。
贝尔不等式检测告诉我们,人类的观察可以影响物质的运动,而不需要任何力的推动。如果我们不看月亮,月亮有可能不存在。
那么,在人类诞生以前,世界是不是真实存在的?还是一片混沌?抑或万物皆由心生?
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