量子故事汇(下)
作者 刘玉柱 蔡玉垚
发表于 2023年4月

决战“量子之巅”

1927年举办的第五届索尔维会议,集结了一系列物理学泰斗级的人物。哥本哈根学派的丹麦物理学家玻尔与德国物理学家海森堡,和以爱因斯坦(美国和瑞士双国籍的犹太裔物理学家)、奥地利物理学家薛定谔、法国物理学家德布罗意等人为首的思想阵营,在会议上进行了量子力学领域思想上的激烈碰撞。哥本哈根学派阐述了他们对于量子力学理论的诠释,双方各执己见,辩驳对方的理论。

爱因斯坦反驳哥本哈根学派的不确定性原理时称:“上帝不会掷骰子!”玻尔当即反驳:“爱因斯坦,不要告诉上帝怎么做事。”风云变幻,龙虎交济。讨论很快就变成了爱因斯坦和玻尔之间的对决。爱因斯坦是非常崇尚宇宙精妙的人,他认为量子力学的完全随机和纠缠非常荒谬,直至离世也难以接受哥本哈根学派对于量子的一系列理论。

哥本哈根学派的理论

叠加态和纠缠态是量子力学哥本哈根学派诠释理论中最基本的概念。用阿斯佩举的一个例子来说:对于一对双胞胎,他们的眼睛可能为蓝色或者黑色,但具体不知,在状态上是不确定的,但我们知道了他们眼睛颜色一致,那么当发现一人眼睛为蓝色时,另一人无论在哪里,我们都可以瞬时知道他的眼睛颜色也为蓝色。

量子力学认为,我们在观察眼睛之前,颜色是不确定的,它处在黑色和蓝色的叠加态;在我们观察后,眼睛的颜色也就解除了叠加态,我们确定了一人眼睛颜色是蓝色,另一人也就“坍塌”成了蓝色。

2022年诺贝尔物理学奖的3位获得者,从左到右依次是:法国物理学家阿兰·阿斯佩、美国物理学家约翰·克劳泽、奥地利物理学家安东·蔡林格

从实在论与定域论到隐变量理论

而爱因斯坦的核心观点则认为:我们不知道双胞胎眼睛的颜色,并不代表它处在叠加态,它可能本身就为黑色或者蓝色,我们不知道眼睛的颜色是什么,仅仅是因为我们没有进行观察,这便是实在论。

此外,如果测量发生在两个粒子相距特别远的情况下,那它们的相互作用是超光速的( 这种说法并不严谨,理论上并不存在速度,是同时发生的),爱因斯坦认为这违背了定域论,也因此将它称为“遥远的鬼魂作用”。

本文刊登于《知识就是力量》2023年4期
龙源期刊网正版版权
更多文章来自
订阅