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[導(dǎo)讀]被顛覆的因果規(guī)律—量子物理學(xué)

眾所周知,萬(wàn)物都存在某些聯(lián)系,一旦某件事情發(fā)生的時(shí)候,必然會(huì)有某一個(gè)或者幾個(gè)誘導(dǎo)因素,這就是我們常說(shuō)的“蝴蝶效應(yīng)”

然而對(duì)此,量子物理學(xué)卻有另一種完全不同的說(shuō)法,2015年,維也納大學(xué)的Philip Walther的實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了一個(gè)實(shí)驗(yàn),科學(xué)家讓光子在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)高速飛行并讓它穿過(guò)兩道門(mén),但奇怪的是,在此過(guò)程中,科學(xué)家卻無(wú)法判斷光子是以什么樣的次序穿過(guò)兩道門(mén)的。這并不是因?yàn)榇涡虻男畔⒈粊G失或者破壞了,而是因?yàn)榇涡蛐畔⒏静淮嬖?!在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,我們無(wú)法確定光子穿過(guò)兩道門(mén)的先后順序。

維爾納大學(xué)的這個(gè)實(shí)驗(yàn)向“一件事導(dǎo)致了另一件事”的因果邏輯發(fā)起了挑戰(zhàn),它讓科學(xué)家們意識(shí)到量子物理學(xué)比人們想象的更加匪夷所思,仿佛是物理學(xué)家攪亂了時(shí)間這個(gè)概念本身,讓時(shí)間向兩個(gè)方向流逝。這就好像小明上學(xué)的時(shí)候走的不是A或者B某單獨(dú)一條路,而是同時(shí)走A和B兩條道路。

因果性一直是量子物理學(xué)中的一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題,在經(jīng)典物理學(xué)中,若要測(cè)量甲和乙兩個(gè)光子的運(yùn)動(dòng),必然有一個(gè)先,有一個(gè)后。但是,在量子物理學(xué)中卻不存在這個(gè)問(wèn)題,不確定性不是由于我們沒(méi)有獲取足夠的信息;這是一種根本上的不確定性,在測(cè)量之前根本就不存在所謂的“實(shí)際狀態(tài)”。

1935年,愛(ài)因斯坦和他的助手鮑里斯·波多爾斯基、內(nèi)森·羅森(合稱EPR),提出了一個(gè)著名的思想實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,A、B兩個(gè)粒子處在相互影響的狀態(tài)中,也就是糾纏態(tài)。在糾纏態(tài)中,自旋是粒子的一種量子特性,可以把它想象成一塊磁鐵,磁鐵的N極就是自旋的方向,對(duì)于AB兩個(gè)粒子,如果A自旋朝上,那么B必然會(huì)自旋朝下,反之同樣如此。在此狀態(tài)中我們必須進(jìn)行測(cè)量才能確定粒子處于什么樣的自旋狀態(tài)。根據(jù)哥本哈根詮釋?zhuān)瑴y(cè)量不僅僅讓我們獲知粒子的狀態(tài),還會(huì)使得粒子“固定”在我們所測(cè)得的狀態(tài)。而對(duì)于糾纏態(tài)的粒子,不論它們相距多遠(yuǎn),對(duì)A的測(cè)量在固定了A的狀態(tài)的同時(shí),也固定了B的狀態(tài),仿佛在測(cè)量的瞬間,A與B之間產(chǎn)生了某種相互作用。

在用量子物理學(xué)的角度思考問(wèn)題時(shí),或許應(yīng)該舍棄一些原有的物理思維。



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