比光速还快一万倍,瞬时的量子纠缠,是否违反了相对论?( 二 )
跨越空间很好理解 , 即它们哪怕相隔百万光年 , 也依然会互相纠缠 , 跨越时间则指的是 , 两个粒子的互相作用是同时发生的 , 假如两个粒子隔了300万光年 , 其中一个粒子对另一个粒子产生影响 , 另一个粒子不会300万年以后才会发生改变 , 而是会同时改变 。
说它超光速 , 用立刻 , 瞬间 , 几乎都不太准确 , 因为两个粒子的互相粒子是同时发生的 , 不存在时间和速度的概念 。
那么这种跨越时间的同时又是如何发生的呢?
爱因斯坦认为 , 两个粒子要想互相发生作用 , 一定离不开中间传播的介质 , 但事实上任何介质的速度都不能超过光速 , 即任何事件都不能以超光速的形式影响另一区域的事件 , 这就是著名的区域实在论 。
为了捍卫他的理论 , 爱因斯坦又提出或许两个粒子之间存在一个人类尚未发现的作用机制 , 他称为隐变量 , 1935年 , 爱因斯坦联合波多尔斯基和罗森共同发表了《能认为量子力学对物理实在的描述是完全的吗》 , 三个作者的首字母分别为ERP于是这一论文又被称为ERP佯谬 。
1694年 , 约翰.贝尔设计了验证ERP佯谬的实验 , 他可以通过非均匀磁场角度的改变 , 测量纠缠粒子的自旋状态分布概率 , 如果两者呈现对应的线性关系 , 那么就存在隐变量 , 爱因斯坦就是对的 , 反之亦然 。
科学家在半个世纪内做了大量的贝尔实验 , 结果证明量子纠缠并不存在所谓的隐变量 , 虽然爱因斯坦的理论没有成立 , 不过这也反方向证明了粒子作用不通过介质传播 , 也就是说没有超光速的介质 , 量子纠缠依然不违反相对论 。
要真正理解量子纠缠的原理 , 或许我们不能套用传统的物理概念 , 因为在量子世界里 , 一切都是模糊的 , 只有概率的存在 , 量子纠缠也是一种模糊叠加态 , 其实在量子力学看来 , 具有相同叠加态的粒子其实是同一个粒子 。
比如我们理所当然地认为原子是一个整体 , 但无限放大后 , 原子里会有很大的空隙 , 原子核就如同一个剧院里的一颗核桃 , 只不过这种距离对于人类来说太小了 , 所以会认为它们是一个整体 。
同样 , 缝隙也可大可小 , 对人类来说很小的缝隙对原子来说可以很大 , 那么对于纠缠粒子来说 , 它们之间遥远的距离也可以很小 , 假如两个纠缠粒子的距离是0.00001纳米 , 我们理所当然的认为它们所以一个整体 。
但假如到了几光年几百光年距离 , 我们就不太能接受两个粒子之间的互相作用了 , 因为我们认为它不是一个整体 。
在传统的理论框架中 , 通常只有基本粒子才能认为是不可分离的整体 , 两个粒子如此大的缝隙怎能认为是一个整体?
【比光速还快一万倍,瞬时的量子纠缠,是否违反了相对论?】于是就有科学家认为 , 或许这两个粒子其实是高维空间内同一个粒子的体现 , 目前来看 , 多维的量子化空间是有可能存在 , 所以高维空间也许是解释量子纠缠的一个可靠的理论 。
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