前兩天大理寺卿給我發(fā)了大貝爾實(shí)驗(yàn)的鏈接蠢箩。
點(diǎn)開(kāi)看了一下感覺(jué)科普能做到這個(gè)地步還真是讓人興奮呢~
講解大貝爾實(shí)驗(yàn)的文章不少了,然而大盒神還是決定跟風(fēng)做個(gè)科普文请祖。
。脖祈。肆捕。為什么呢?
因?yàn)槿绻銈內(nèi)ゾW(wǎng)上搜索BBT怎么回事的話盖高,你看到的可能是
這種充滿逼格名詞的科普文真的有人看嗎慎陵?懂的人不怎么需要看,不懂的人會(huì)覺(jué)得讀起來(lái)很困難吧喻奥。席纽。。
大盒神的目的很直接撞蚕,就是不求面面俱到润梯,但求通俗易懂。
當(dāng)然每一句話都是大盒神仔細(xì)考究之后才寫(xiě)的甥厦,準(zhǔn)確度已通過(guò)質(zhì)檢纺铭。。矫渔。
哈彤蔽?你問(wèn)我能不能展開(kāi)討論?大盒神想到了自己教授上課經(jīng)常說(shuō)的
當(dāng)然果殼的頭條文章還是強(qiáng)烈建議大家看看的庙洼。
總結(jié)起來(lái)果殼想說(shuō):
一、定域理論:信息的傳播速度是有限的镊辕。
二油够、隱變量理論(決定論):事物的發(fā)展是可預(yù)測(cè)的,至少是理論上可預(yù)測(cè)的‘
三征懈、一和二不能同時(shí)滿足石咬。
大盒神首先來(lái)講一講歷史故事。卖哎。鬼悠。
差不多九十年之前(1927年)删性,關(guān)于量子理論的完備性有一場(chǎng)巨大的爭(zhēng)論。
觀眾:等等焕窝,我似乎還看到了一個(gè)叫波姆的人蹬挺?
貝爾是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的那個(gè)人。
然而無(wú)數(shù)貝爾實(shí)驗(yàn)最終證明愛(ài)因斯坦陣營(yíng)似乎是錯(cuò)的它掂。巴帮。。
但之所以是似乎榕茧,因?yàn)樨悹枌?shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上有一些無(wú)法避免的誤差,讓隱變量陣營(yíng)還勉強(qiáng)保留著一絲希望客给。
以上用押。
整篇開(kāi)始↓
先說(shuō)結(jié)論,
敲敲敲產(chǎn)生的是決定隨機(jī)取哪個(gè)觀測(cè)方向的數(shù)字靶剑,一切只為了夠隨機(jī)蜻拨。
其實(shí)大盒神覺(jué)得各位對(duì)大貝爾實(shí)驗(yàn)最迷惑的地方不是它的原理,而是
自由意志產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)抬虽?官觅!
這個(gè)很哲♂學(xué)♂的說(shuō)法,真的好嗎阐污?
別說(shuō)休涤。。笛辟。自由意志漏洞還真是功氨。。手幢。一個(gè)科學(xué)上的概念捷凄。。围来。好奇你就往下讀呀跺涤。
貝爾實(shí)驗(yàn)在干嘛?
初中物理:一對(duì)糾纏的量子监透,測(cè)其中一個(gè)會(huì)得到上桶错,那么另一個(gè)一定是下。
為什么一定就會(huì)一上一下呢胀蛮?
你可以把量子理解成一段程序黑箱院刁,而測(cè)量就是按黑箱上的按鈕。按了就有輸出粪狼,也就是測(cè)量結(jié)果退腥。
而這段程序如何工作有兩種解釋?zhuān)?/p>
1. 兩個(gè)量子走的是完全相反的程序任岸,所以在同樣的輸入之后a和b輸出相反的結(jié)果。
2. 測(cè)量a之后a用某種方式告訴b“我向上了”狡刘,然后b輸出相反的結(jié)果渴邦。
電腦一般會(huì)選擇b寨典,因?yàn)榕艿每煲恍┧⑴邸9韧琛!H绻阋仓С謆购城,恭喜你吕座,你是隱變量陣營(yíng)的。
a是怎么告訴b的瘪板?我不知道啊吴趴。
。侮攀。锣枝。那就干脆叫隱變量吧
隱變量真的是一個(gè)很常見(jiàn)的概念。在生活中他基本上就是
銷(xiāo)售模型兰英,心理分析的時(shí)候凡是有說(shuō)不清的東西讓結(jié)果沒(méi)那么顯著撇叁,
。畦贸。陨闹。。薄坏。隱變量快來(lái)背鍋趋厉。。胶坠。君账。。
Anyway反正都解釋的通沈善。乡数。。但是驗(yàn)證到底有沒(méi)有隱變量是個(gè)很大的問(wèn)題_(:τ」∠)_
最自然的想法就是闻牡,找辦法切斷隱變量的聯(lián)系就好了嘛~
然而程序你可以拔掉wifi瞳脓,量子和普通的程序不一樣,你是沒(méi)法把他們之間的聯(lián)系找出來(lái)切斷的澈侠。一般的實(shí)驗(yàn)觀測(cè),兩種理論給出的結(jié)果都一樣埋酬。
舉個(gè)例子如果你恰好測(cè)上下哨啃,
那肯定是上旋就是上烧栋,下旋就是下。
如果測(cè)量角度和量子的方向有偏角拳球,最簡(jiǎn)單60°审姓,那么有3/4概率測(cè)得上,1/4測(cè)得下祝峻。
可是兩種解釋都會(huì)給你這個(gè)答案魔吐。。莱找。
也許你會(huì)問(wèn)怎么解釋這個(gè)問(wèn)題真有必要嗎酬姆?就好像牛三定律,打人的也疼奥溺,這也需要理由嘛辞色?
愛(ài)因斯坦表示
大家也知道,測(cè)不準(zhǔn)原理可以理解為動(dòng)量和位移不能同時(shí)知道浮定。
納尼相满?這就有問(wèn)題了呀,愛(ài)因斯坦:如果我在兩個(gè)量子相距很遠(yuǎn)之后測(cè)了a的位移桦卒,遠(yuǎn)到兩者不會(huì)影響立美,再測(cè)b的動(dòng)量,兩個(gè)的狀態(tài)不就都知道了嘛方灾?
波爾:老師建蹄,我有問(wèn)題。
這可是涉及到有沒(méi)有命中注定可能的大問(wèn)題啊喂迎吵。這個(gè)讓量子力學(xué)測(cè)不準(zhǔn)的變量到底存不存在呢躲撰?說(shuō)人話:如果你知道了做從古到今所有的變量,你能夠預(yù)測(cè)未來(lái)嗎击费?
為了結(jié)束這場(chǎng)爭(zhēng)論拢蛋,貝爾想到了一個(gè)很精彩的設(shè)計(jì):用隨機(jī)把隱變量逼出來(lái)。
前方高能預(yù)警↓↓↓
我知道如果一次只測(cè)兩個(gè)相反的方向蔫巩,不會(huì)有任何區(qū)別谆棱。
可是只要加多一個(gè)變成三個(gè)可選方向,情況就會(huì)大不一樣圆仔。
具體來(lái)講就是兩邊隨機(jī)選測(cè)量的方向垃瞧,統(tǒng)計(jì)結(jié)果是否相同。
有隱變量假設(shè)的坪郭,你會(huì)得到5/9相同
從123里面各挑一個(gè)結(jié)果个从,會(huì)得到九種組合
而量子力學(xué)假設(shè),則是一開(kāi)始就決定好了各個(gè)方向的概率,所以概率相同和不同應(yīng)該各占一半嗦锐。
打個(gè)比方就是嫌松,如果第一個(gè)粒子測(cè)了是上旋,那么第二個(gè)粒子得到下旋的概率和上旋結(jié)果是耦合的奕污。雖然九種組合都會(huì)出現(xiàn)但是方向不同的組合概率會(huì)降低萎羔,最終變成一半一半。
當(dāng)然隱變量依然可以背這個(gè)鍋的碳默。
很久以前兩個(gè)探測(cè)器選擇的方向就已經(jīng)因?yàn)檎f(shuō)不清的關(guān)系商量好來(lái)迷惑你了啊贾陷。
怎樣才能排出這種說(shuō)不清的關(guān)系,就只能增加測(cè)量方向的隨機(jī)性了~
啊啊隨機(jī)性終于登場(chǎng)了嘱根。髓废。。
隨機(jī)性想打破的其實(shí)就是定域性(局域性)儿子。用人話來(lái)說(shuō)就是:因?yàn)槲覀円膊恢离[變量什么時(shí)候跑出來(lái)決定兩個(gè)隨機(jī)選取的方向是不是有跨越時(shí)空的約定導(dǎo)致他們又串通好了來(lái)迷惑你巴甙ァ!柔逼!
所以盡量要選擇光錐(世界線)不要有交叉的事件來(lái)作為隨機(jī)數(shù)發(fā)生器敖!
按照貝爾的假設(shè)愉适,如果兩個(gè)東西光錐有不太遠(yuǎn)的交點(diǎn)犯助,那么隱變量就會(huì)告訴他們要做相反的事!
除非你在時(shí)空上隔得夠遠(yuǎn)维咸,否則你這一對(duì)用來(lái)做實(shí)驗(yàn)的光子之間就會(huì)串通好的剂买。
舉個(gè)例子目前為止最完備的驗(yàn)證貝爾不等式的實(shí)驗(yàn)是用兩個(gè)相隔超遠(yuǎn)的超新星作為隨機(jī)數(shù)發(fā)生器,因?yàn)閷?shí)在是太遠(yuǎn)了癌蓖,可以認(rèn)為他們兩個(gè)的前世今生沒(méi)有糾結(jié)瞬哼。
但是這種實(shí)驗(yàn)有個(gè)缺點(diǎn),就是太遠(yuǎn)了觀測(cè)的途中好多光子跑丟了白飧薄W俊!用僧!
科學(xué)家表示
所以科學(xué)家提出來(lái)另一個(gè)很哲學(xué)的設(shè)定结胀,就是人的自由意志是不受隱變量控制的,人的選擇不完全符合因果律责循。
如果你信糟港,請(qǐng)盡情參與隨機(jī)測(cè)量的生成吧~
(整篇完結(jié))
我知道有人特別鐘意哲學(xué)的總結(jié),非要問(wèn)我該怎么理解的院仿,你可以參考下面這句:
你信命嗎秸抚?
不信就來(lái)產(chǎn)生一點(diǎn)隨機(jī)數(shù)吧速和。。耸别。健芭。
然而。秀姐。。若贮。省有。你要問(wèn)我資詞不資詞,我只能說(shuō)谴麦,你們還真挺會(huì)搞大新聞的┑( ̄Д  ̄)┍自由意志什么的蠢沿,我真不care。匾效。舷蟀。
參考文獻(xiàn)
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[2]? J. S. Bell. "On the EinsteinPoldolsky Rosen paradox." Physics1,195 (1964).
[3]? A. Leggett, (2009), Aspect?experiment, Compendium of Quantum Physics, Edited by D Greenberger, K Hentschel?and F Weinert (Berlin: Springer) pp 14–18.