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2023-07-21 来源:旧番剧
实际上,物理学家们经常用这个方法来检验某些微妙的过程是否违背了狭义相对论原理(还没有哪个过程能通过这个验证)。这里我们也来使用一下这个方法。
有没有这样一种方法,通过测量沿某轴向左和向右运动的电子的自旋,我们就可以在两个光子之间传递信息?答案是否定的。为什么呢?这个嘛,左边或右边探测器所得到的数据只不过是由顺时针或逆时针结果组成的随机序列,因为在任何一次实验运行中,粒子选择不同自旋的概率都是一样的。我们没有办法控制或预言某次测量的结果。因此,在这两个粒子随机选择的结果中,没有任何信息,没有隐藏的密码,什么都没有。唯一有趣的事就是这两列结果完全一样,不过,只有把它们放在一起,用传统的比光还慢(传真、电子邮件、电话,等等)的方法做比较时,我们才能看出这一点。因而,根据标准的观点我们可以得出这样的结论:虽然对一个光子自旋的测量貌似会立即影响另一个光子,但它们之间并没有信息传递,狭义相对论的速度极限仍然有效。物理学家们的确说了自旋具有关联性——因为探测器上所得到的两列结果是一样的——但这并不代表传统意义上的因果关系,因为在这两个相距很远的光子之间没有物体传播。
纠缠和狭义相对论:反方观点
真是这样吗?量子力学的非定域性和狭义相对论之间潜在的冲突完全解决了吗?或许吧。在上述思考的基础上,绝大多数物理学家认为狭义相对论和埃斯拜科特关于纠缠粒子对的实验可以和谐共存。简而言之,狭义相对论好不容易才过了这一关。许多物理学家觉得欢欣鼓舞,但有些人挑剔地认为还隐藏有更多的科学本质未被发掘出来。
在内心深处我总是持共存的观点,但并不否定这个问题非常棘手。到了最后,不管有人多么强调整体性,不管有人多么强调缺乏信息,两个相距很远的粒子,都是由量子力学的随机性主宰的,却总是能够保持“联系”,无论其中一个做什么,另一个都会立刻跟着做。所有的这些似乎都在暗示我们,有某种比光还快的物质操纵着它们。
那么我们应该持什么样的观点呢?这个问题没有严格的、被广为接受的答案。一些物理学家和哲学家们认为,要想有所进展,就得认识到迄今为止的讨论焦点有所偏差:他们正确地指出了狭义相对论的真正核心,并不在于光设定了一个速度极限,而是在于所有的观测者,不管是否处于运动状态,对于光速的认识完全一致。概括地讲,这些研究者们强调,狭义相对论的核心在于,没有哪个观测者处于超越其他观测者的优势地位。因此,他们提出(许多人也同意),如果平等对待所有匀速观测者与纠缠粒子对的实验结果不相矛盾,那么人们对于狭义相对论的疑虑将得到解决。但要达到这个目标并不是一项容易的工作。为了了解得更为具体,我们先来看看过时的量子力学课本怎样解释埃斯拜科特的实验。