量子泰坦的冲突( 二 )


“在某种意义上它是正确的 , 但它不能是普遍的 , 它不可能是深入研究量子力学的方法 , ”盖尔曼在 2009 年的一次采访中观察到 。 “这是一个特例……如果你看看宇宙 130 亿年的历史 , 直到最近你才能这样描述它 。 ” 考虑一个类似于爱因斯坦-波多尔斯基-罗森实验的典型纠缠悖论 。 两个纠缠的光子从一个共同的来源飞向遥远的实验室 , 这些实验室设置为测量偏振 , 光的振动方向 。 当光子 A 到达其目的地时 , 探测器可以记录水平或垂直排列 。 实验可以这样设置 , 如果“水平”是光子 A 的答案 , 那么光子 B , 无论多远 , 也将是水平的 。 如果第一个光子是垂直的 , 那么第二个也是 。 但是没有任何魔法信息会立即从一个光子发送到另一个光子 。 在 Gell-Mann-Hartle 视图中 , 一次测量简单地揭示了所处的一致历史 。 如果对光子 A 的测量是垂直的 , 那么处于两个光子都是垂直的历史中 。 “这是两个不同的历史分支 , 两种不同的粗粒度、不连贯的历史 , ”盖尔曼说 。 “他们之间没有任何关系……如果爱因斯坦这么解释 , 他可能会接受 。 ”1935 年 , 奥地利物理学家 Erwin Schrdinger 开发了一个杀死猫的思想实验 , 以说明他对量子力学最奇怪的特征之一的烦恼:它坚持存在多个同时存在的现实 。 他说 , 想象一个密封的盒子 , 里面有一只猫和一个密封的氢氰酸瓶 。 酸旁边是一把锤子 , 它附在一个装有放射性物质的盒子上 。 当放射性物质衰变时 , 盖革计数器被操纵释放锤子 , 粉碎烧瓶并释放氰化物气体杀死猫 。 一小时后 , 其中一个放射性原子衰变的可能性约为 50-50 。 因此 , 根据量子力学 , 猫处于半生半死的量子状态 , 直到有人打开盒子去看 。 薛定谔不喜欢猫的“真实”状况由某人的观察决定的想法 , 但在亚原子水平上 , 基本想法已经通过实验证明 , 原子同时占据多个位置 , 直到被观察到 。



铤而走险
或者 , 也许爱因斯坦一开始是对的 。 量子力学的先驱之一保罗·狄拉克认为这是一种可能性 。 狄拉克在 1975 年的一次公开演讲中说:“我认为 , 在未来的某个时间 , 我们很可能会得到一种改进的量子力学 , 从而回归到确定论 。 ” “但这种回归决定论只能以放弃一些我们现在毫无疑问地假设的其他基本想法为代价 。 ”今天很少有专家相信未来的量子物理学会恢复决定论 , 而在这个方向上的大多数努力在面对实验结果时都会遇到死胡同 。 但是 , 那些渴望回归决定论的人 , 荷兰诺贝尔物理学奖得主杰拉德·特霍夫特 , 比大多数人更深入地研究了这个问题 , 并看到了一些希望 。 他接受表明隐藏变量不能确定性地解释量子结果的实验的有效性 。 要恢复因果关系 , 需要对现实进行比量子力学迄今为止所渗透的更深的挖掘 。 当詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在 19 世纪中叶提出电磁场的概念时 , 他将微观世界中的现实描绘成一个微小齿轮的网格 , 这些齿轮传递确定性方程所描述的力 。 假设 , 't Hooft 说 , 体验背后的现实与其说是齿轮和开关 , 不如说更像是计算机处理的位和字节 。 毕竟 , 关于这个子量子水平的信息 , 作为现实的根源 , 可能会被确定性地处理 , 只是在任何可以想象的数学描述无法达到的水平上 。 “普遍的共识是 , 大自然可以在非常小的空间和时间中存储的信息量是巨大的 , 它是如此之大 , 以至于根本没有任何希望可以用任何严格的数学来追踪这个东西 , ”' 但是可以使用数学工具来处理这种情况 , 即概率和统计的数学 。 事实上 , 't Hooft 的研究表明 , 描述这个信息太小而无法看到的世界的统计方程将再现量子力学的特征 , 包括叠加和纠缠 。 但正如狄拉克所怀疑的那样 , 实现这种回归决定论是有代价的——在这种情况下 , 放弃粒子和场最终是真实的想法 。



粒子和场是非常、非常粗略的统计描述 , 那些粒子和那些场并不是真正发生的事情的真正代表 。 另一方面 , 蔡林格并不指望未来会让物理学回到过去 。 他在都灵会议上建议 , 更有可能的是 , 超越当今量子力学的先进理论将更加违反直觉 。 “归根结底 , ”他说 , “情况是这样的 , 当我们成功时 , 我认为我们将成功地建立一个甚至超越量子物理学的新理论 , 当我们有了新理论时 , 那些攻击量子的人今天的理论……希望量子力学回归 。 ”

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