近期热门的精选读物《第一推动丛书·弦理论之争系列》,幽默有趣非常动人!(49)
2023-07-21 来源:旧番剧
让我再来强调一次,未来进行的测量并不会改变你现在所做实验的任何方面;未来的测量不会以任何方式改变你现在所收集的数据。但是,当你接着描述今天所发生的一切时,未来的测量确实会对你所说的细节有影响。在你获得闲频光子的测量结果之前,有关给定信号光子的某一条路径信息,你真的什么都说不出来。但是,只要你得到了测量结果,你就可以得出结论说,我们成功地利用了信号光子的闲频光子伴,得到了信号光子的路径信息,进而确定信号光子许多年前的运动路径是左边还是右边。同时你也可以得出结论说,如果通过信号光子相应的闲频光子伴所得到的路径信息被擦除,我们就不能说信号光子在许多年前走过的是这条或是那条路径(你可以利用新得到的闲频光子数据来发掘出信号光子数据中隐藏的干涉图样,从而相信这一结论)。因此我们可以看出,未来帮助你讲述过去的故事。
这些实验强烈地冲击着我们传统的空间和时间概念。如果要描述某物,在我们描述某事时,那些发生于其后很久的事件和那些距离其很远的事件非常重要。从经典物理——常识——的角度看,这种说法十分荒谬。当然,这就是问题:将经典物理的思维应用于量子宇宙是一种错误。我们从爱因斯坦—波多斯基—罗森的讨论中学到,量子力学并不具有空间上的定域性。如果你完全理解了那一课——就其本身而言很难理解——这些与跨越了空间和时间的量子纠缠有关的实验,或许看起来就没那么古怪了。但从日常经验的标准看,它们确实古怪。
量子力学和经验
我记得在第一次得知这些实验后的几天中,我十分高兴。我感到自己触及了实在性隐藏起来的一面。通常的经验——世俗、普通的日常活动——突然成为经典物理之假想的一部分,隐藏在量子世界的真实本质背后。突然间,日常生活的世界看起来就像不真实的魔术,哄骗它的观众相信普通的为人所熟知的空间和时间概念,而量子实在性令人吃惊的真相则藏于大自然的妙手之下。
最近一些年来,物理学家们花了很大的力气试图解释大自然的诡计——弄清楚量子物理的基本定律如何幻化成在解释日常经验上如此成功的经典物理定律。从本质上来讲,就是要搞明白当原子和亚原子联合起来成为宏观物体时,它们如何将其魔法般的奇异性隐蔽起来。研究还未到头,但有些问题已经被弄清楚。现在,让我们从量子力学的角度来探讨一下与时间之箭相关的某些特殊问题。
经典物理学基于17世纪晚期牛顿发现的方程;电磁学基于19世纪晚期麦克斯韦发现的方程;狭义相对论基于爱因斯坦1905年发现的方程,而广义相对论则基于他于1915年发现的方程。所有的这些方程都有一个共性,它们都忽略了时间之箭的方向问题,认为过去和未来是完全对称的。在他们的方程中无法区分过去和未来,过去和未来是被同等对待的。