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前情回顾
薛定谔用一个巧妙的思想实验,把看不到的微观世界的量子效应,放大到日常世界,用荒谬的又死又活的猫来攻击量子论 。
同时哥本哈根解释无法定义观测者,人观测可以造成波函数的坍缩,那猫为什么不行?沿着这条路往下走,我们就会与说不清道不明的意识纠缠不清 。还有,坍缩也是对实验结果的强行解释,并不符合薛定谔波动方程的演化方向 。
为了解决上述的麻烦,物理学家们提出了惊世骇俗的多宇宙理论 。真实的宇宙对我们来说一个无法理解的,极高纬度的存在 。它严格按照薛定谔方程演化 。我们所观察到的一切,其实是真实宇宙在我们这个低纬世界的投影 。
薛定谔方程每一个可能的解,都对应了一种投影,一切可能发生的事情,都在某个世界真实的发生了 。
根本哈根与多宇宙谁是真理呢?检验的方法竟然是一个更加疯狂的量子自杀实验 。在人择原理的支撑下,如果多宇宙理论是正确的,那么作为主观的我来说,是无法被杀死的,我总是能活在我必然会活着的那个宇宙当中 。但是实验的结果也只对我自己有意义 。多宇宙无法相互干涉,就算我知道答案,也没法把它公之于世 。

EPR佯谬

今天我们还要聊量子论中的最后一个奥义,量子纠缠 。故事还是要从爱因斯坦说起 。
之前我们说,爱因斯坦坚决捍卫经典物理的世界观,从量子论的奠基人变成了其反对者,两次在索尔维会议上与玻尔互掐,可惜都落了下风 。
爱因斯坦发现看来要打倒量子论没有这么容易,于是调整了策略,不再说量子论是错误的,而说它是不完备的 。之所以我们看到量子系统表现出的不确定性,那只因为有隐藏变量我们没有发现,没有掌握 。
比方说我们看到筛子的点数是随机的,但其实背后有一个武林高手在吹气,控制着筛子的点数 。我们功力太浅,肉眼凡胎,发现不了这个武林高手,所以才觉得筛子是不确定的 。如果我们能找他,把他考虑进去,就没有什么随机可言了 。
这个躲在背后的武林高手就是爱因斯坦所说的隐变量,找到他,那世界就不再是随机的,而是确定的,可预测的 。
在两次失利之后,爱因斯坦准备提出第三次反驳 。这一次他还找来了两个帮手,都是他在普林斯顿大学的同事 。一个叫波多尔斯基,一个叫罗森,连同爱因斯坦,三个人姓氏的首字母分别是EPR,因此他们为了论证量子论不完备性所提出的这个悖论就叫做EPR佯谬 。
怎么理解EPR佯谬呢?我们可以通过一个比喻来简单描述一下 。
同学们想象一下有一双手套 。既然是一双,那肯定是一左一右 。现在我把两只分开,一只寄到北京,一只寄到上海 。我寄出的时候没注意,我自己都不知道是左手套还是右手套寄到北京,哪一只寄到哪里是没人知道的 。
但是按照我们的生活常识,手套在寄出的那一刻,是左是右就已经确定了 。虽然我不知道,我没注意,但是上帝一定是知道的 。
可是,量子论对此不是这样认为的 。量子论认为寄出的两只手套是不确定的,是处于左右叠加态的 。只有寄到北京和上海之后,在打开盒子的一刹那才能确定它是左还是右 。
可是别忘了,这两只手套原本是一对,这意味着当寄到北京的盒子被打开,看到的是右手套的那一瞬间 。上海的盒子就算没有打开,也已经决定了其中的必然是左手套 。
问题出现了,一只手套的确定就决定了另一只手套的左右 。如果两个箱子离得非常非常远,远到一个在火星,一个在海王星 。发现火星上是左手套的一瞬间,海王星上盒子里的手套才从左右叠加态,坍缩为右手套 。关于左右的信息是如何在如此遥远的距离之间瞬间传递的呢?
按照相对论,任何信息的传递速度都不可能超过光速,那这个超距作用怎么解释?一个盒子打开怎么决定另一只手套的左右的呢?
因此爱因斯坦提出质疑,只要我们还承认宇宙中不可能有超过光速的信息传递,那么这两只手套就一定是在寄出的时候就已经确定了 。只不过在寄出的时候我们没有发现,才在打开盖子的时候大惊小怪 。
这就是所谓的EPR佯谬 。
什么叠加态,不确定性都是不完备的解释,我们要去找寻背后的隐变量 。等我们找到了,就会发现世界还是符合经典物理规律的 。

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