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50年物理难题被证实,爱因斯坦错了

时间:2015-08-31 | 来源:科学探索网 | 阅读:82

话题: 量子力学

虽然爱因斯坦是量子理论的始作俑者,可他本人一生都不愿接受量子力学的怪诞结论。他说过一句很有名的话“上帝是不投骰子的”,旨在否定量子力学对物理世界概率性的描述。尽管爱因斯坦已经去世60年,但他给后人留下的争论一直是科学界的热门话题。然而,几天前由荷兰物理学家发布的实验结果终于表明,爱因斯坦错了。

从量子力学诞生开始,争论就没有停止过。尽管以丹麦物理学家波尔为代表的“哥本哈根学派”认为量子力学是完备且自圆其说的,爱因斯坦等物理学家却始终坚持量子力学不是最终理论。爱因斯坦认为,物理世界的主宰是传统的机械决定论,而非概率。两派长期针锋相对,唇枪舌战,他们争论的焦点落在了“量子纠缠”(quantum entanglement)上,而量子纠缠直接挑战了经典物理学的定域性描述。比如,两个朝相反方向运动的光子,只要不受干扰,无论相距多远都可以在瞬间传递信息。打个比方,即使牛郎和织女分居在银河两头,彼此心映即刻完成,无需时间。

50年物理难题被证实,爱因斯坦错了

爱因斯坦难以接受这样的结论,因为按照他提出的相对论,信号传递的最快速度是光速,两个相距甚远的物体是不可能在瞬间交换信息的。也就是说,如果银河系有10万光年大,那么牛郎的呼唤需要10万年后才能被织女知道,绝不是发生于顷刻之间事情。爱因斯坦为此还提出了著名的“隐变量理论”,将量子力学不能给出确定结果的概率问题,归咎于人们对某种尚未发现的“隐变量”的无知。他认为,那两个彼此背离而行的光子,一定是具有某种内在的机制,决定了它们之后的行为,只不过人们不知道罢了。也就是说,牛郎和织女在每年分手的时候都要约定好,在日后的某个时刻彼此互相思念,只是这样的约定还没有被王母娘娘发现而已。

简而言之,如果爱因斯坦是对的,那么人们依然可以按照传统的科学理念去理解世界。如果哥本哈根学派是对的,那么人们就不得不推翻许多根深蒂固的观念,重新去审视我们的世界。人们也不得不承认,真实的世界和我们通过感官所接触、所看到的世界在本质上是完全不同的。在当时,许多人都认为这样的争论不会有结果,因为这已然超越了科学范畴,上升为一个哲学问题。

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