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转一篇很早前关于EPR佯谬的文章,挺清晰的

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意在压各种水
现在让我们想象一个大粒子,它是不稳定的,很快就会衰变成两个小粒子,向相反的两个方向飞开去。我们假设这种粒子有两种可能的自旋,分别叫“左”和“右”,那么如果粒子A的自旋为“左”,粒子B的自旋便一定是“右”,以保持总体守恒,反之亦然。
  好,现在大粒子分裂了,两个小粒子相对飞了出去。但是要记住,在我们没有观察其中任何一个之前,它们的状态都是不确定的,只有一个波函数可以描绘它们。只要我们不去探测,每个粒子的自旋便都处在一种左/右可能性叠加的混合状态,为了方便我们假定两种概率对半分,各50%。
  现在我们观察粒子A,于是它的波函数一瞬间坍缩了,随机地选择了一种状态,比如说是“左”旋。但是因为我们知道两个粒子总体要守恒,那么现在粒子B肯定就是“右”旋了。问题是,在这之前,粒子A和粒子B之间可能已经相隔非常遥远的距离,比如说几万光年好了。它们怎么能够做到及时地互相通信,使得在粒子A坍缩成左的一刹那,粒子B毅然坍缩成右呢?
  量子论的概率解释告诉我们,粒子A选择“左”,那是一个完全随机的决定,两个粒子并没有事先商量好,说粒子A一定会选择左。事实上,这种选择是它被观测的那一刹那才做出的,并没有先兆。关键在于,当A随机地作出一个选择时,远在天边的B便一定要根据它的决定而作出相应的坍缩,变成与A不同的状态以保持总体守恒。那么,B是如何得知这一遥远的信息的呢?难道有超过光速的信号来回于它们之间?
  假设有两个观察者在宇宙的两端守株待兔,在某个时刻t,他们同时进行了观测。一个观测A,另一个同时观测B,那么,这两个粒子会不会因为距离过于遥远,一时无法对上口径而在仓促间做出手忙脚乱的选择,比如两个同时变成了“左”,或者“右”?显然是不太可能的,不然就违反了守恒定律,那么是什么让它们之间保持着心有灵犀的默契,当你是“左”的时候,我一定是“右”?
  爱因斯坦等人认为,既然不可能有超过光速的信号传播,那么说粒子A和B在观测前是“不确定的幽灵”显然是难以自圆其说的。唯一的可能是两个粒子从分离的一刹那开始,其状态已经确定了,后来人们的观测只不过是得到了这种状态的信息而已,就像经典世界中所描绘的那样。粒子在观测时才变成真实的说法显然违背了相对论的原理,它其中涉及到瞬间传播的信号。这个诘难以三位发起者的首字母命名,称为“EPR佯谬”。
  玻尔在得到这个消息后大吃一惊,他马上放下手头的其他工作,来全神贯注地对付爱因斯坦的这次挑战。这套潜心演练的新阵法看起来气势汹汹,宏大堂皇,颇能夺人心魄,但玻尔也算是爱因斯坦的老对手了。他睡了一觉后,马上发现了其中的破绽所在,原来这看上去让人眼花缭乱的一次攻击却是个完完全全的虚招,并无实质力量。玻尔不禁得意地唱起一支小调,调侃了波多尔斯基一下。
  原来爱因斯坦和玻尔根本没有个共同的基础。在爱因斯坦的潜意识里,一直有个经典的“实在”影像。他不言而喻地假定,EPR实验中的两个粒子在观察之前,分别都有个“客观”的自旋状态存在,就算是概率混合吧,但粒子客观地存在于那里。但玻尔的意思是,在观测之前,没有一个什么粒子的“自旋”!那时候自旋的粒子是不存在的,不是客观实在的一部分,这不能用经典语言来表达,只有波函数可以描述。因此在观察之前,两个粒子--无论相隔多远都好--仍然是一个互相关联的整体!它们仍然必须被看作母粒子分裂时的一个全部,直到观察以前,这两个独立的粒子都是不存在的,更谈不上客观的自旋状态!
  这是爱因斯坦和玻尔思想基础的尖锐冲突,玻尔认为,当没有观测的时候,不存在一个客观独立的世界。所谓“实在”只有和观测手段连起来讲才有意义。在观测之前,并没有“两个粒子”,而只有“一个粒子”,直到我们观测了A或者B,两个粒子才变成真实,变成客观独立的存在。但在那以前,它们仍然是互相联系的一个虚无整体。并不存在什么超光速的信号,两个遥远的粒子只有到观测的时候才同时出现在宇宙中,它们本是协调的一体,之间无需传递什么信号。其实是这个系统没有实在性,而不是没有定域性。
  EPR佯谬其实根本不是什么佯谬,它最多表明了,在“经典实在观”看来,量子论是不完备的,这简直是废话。但是在玻尔那种“量子实在观”看来,它是非常完备和逻辑自洽的。
Planck11爱因斯坦为了与哥本哈根学派的代表人物玻尔辩论提出了许多理想实验,其中最著名的就是他与玻道尔斯基及罗森共同提出的“EPR佯谬”;设想一对处于“量子交缠态”的粒子分道扬镳,各自朝相反方向飞行了一段距离以后,对其中一个粒子进行测量,不仅能确定该粒子的状态,而且由于两个粒子之间的量子相关作用,也同时确定了已在远处的另一个粒子的状态。这个理想实验将量子力学的结论与相对论的光速不变原理对立起来,乍看两者中必定有一个是错的,EPR佯谬似乎是一个判决实验。几十年来不断有人在做,最新的结果再一次证明量子力学的结论是对的,确实存在超距的瞬时量子相关作用,但却不可能用来传递信息,所以也并不违反相对论。EPR佯谬以理想实验始,后来发展成许多真实的实验,在此过程中人们不仅加深了对量子力学和相对论的理解,而且从中阐发出有关量子态的机制,据此提出了一些可能的实验应用:量子通讯、量子密码甚至量子计算机。
(摘自沈致远:《具象思维之妙用》,《文汇报》1999年7月15日“笔会”)


IP属地:北京1楼2013-07-09 22:32回复
    我一直觉得“波函数坍塌”有一种神论的感觉,就是因为科普的时候引入波函数坍塌的概念所以才有很多人问为什么Schrodinger's cat的实验里猫的“观测”不会导致波函数坍塌,然后又牵扯到意识和唯心主义


    IP属地:北京2楼2013-07-09 22:43
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      我估计很少有人看……


      IP属地:上海来自Android客户端3楼2013-07-10 01:06
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        来自Android客户端4楼2013-07-10 09:50
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          IP属地:辽宁5楼2013-07-10 11:00
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            好深奥


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            IP属地:贵州6楼2013-07-10 11:32
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              IP属地:广西8楼2013-09-28 21:40
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                来自Android客户端9楼2013-09-28 22:38
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                  @南桥雾凇 说的好


                  来自Android客户端12楼2013-10-02 12:49
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                    楼主请问为什么一观测就坍塌?如果我用肉眼看它(虽然看不见)它会坍塌吗?


                    IP属地:四川来自Android客户端14楼2015-08-04 19:10
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