爱因斯坦的“幽灵”传送靠谱吗?量子纠缠也解释不了

2017-07-13 09:06 来源:科普中国-科普融合创作 
2017-07-13 09:06:24来源:科普中国-科普融合创作作者:责任编辑:白璐

  约100年前,阿尔伯特·爱因斯坦提出了一套饱受争议的量子物理理论,即“幽灵般的远距效应”(spooky action at a distance)。他认为量子纠缠理论不够完整,有所缺失,并认为这种“幽灵远距效应”并不存在。

爱因斯坦的“幽灵”传送靠谱吗?量子纠缠也解释不了

爱因斯坦(图片来源于网络)

  如今,一名科学家希望证明爱因斯坦的理论是正确的。而他借助的工具其实与量子物理关联不大——人类意识。这项研究可能是科学研究首次触及意识领域,但是对于量子纠缠理论的影响尚未可知。

  爱因斯坦提出“幽灵远距效应”后诸多的科学实验中,科学家们都试图证明爱因斯坦是错的,并试图运用量子纠缠理论去做一些看似匪夷所思的事情,比如用爱因斯坦“幽灵”实现超光速通信或企图用它传送诸如人之类的实体物,这些实验看似真的很荒谬,实际上也是不可行的,那究竟是为什么呢?

  量子纠缠理论

  要了解量子纠缠理论用于实现实体物传送尚不可行,我们首先必须了解一下这个理论——量子纠缠。量子纠缠是指,两个粒子即使相隔数光年之遥,也能够具有相互联系的特性。

  这种“相互联系”的特性看似诡异,一如双胞胎所谓的“心灵感应”,那么这种“隐形”联系是否存在呢?

  爱因斯坦认为,这说明量子纠缠理论存在漏洞,为了证明仅用量子力学描述世界的不完整性,他从量子力学原理出发,推演出一个十分荒谬的结果,这就是爱因斯坦等人1935年提出的著名的“EPR佯谬”。

爱因斯坦的“幽灵”传送靠谱吗?量子纠缠也解释不了

EPR佯谬(图片来源于网络)

  “EPR”佯谬

  设想有一个量子系统由两个自旋为1/2的粒子构成,每个粒子的自旋要么向上(↑),要么向下(↓),但两个粒子的总自旋为零,这意味他们总是处于自旋相反的状态。

爱因斯坦的“幽灵”传送靠谱吗?量子纠缠也解释不了

  现在将粒子A和B分别配置于相距遥远的两个地方,例如,A在地球上,B在月球上。按照量子力学的预言,每个粒子的自旋方向是不确定的,在任何方向上测量会有一半概率向上,一半概率向下。但如果地球上的粒子A被测量并发现其自旋向下,那么月球上的粒子B即便不测量也能确定其自旋必定向上,因为AB自旋总是相反的。

  可见,地球上A未测量时,月球上B只有一半概率向上,而地球上A一旦被测量,并发现自旋向下,那月球上的B立刻以百分之百概率处于自旋向上的状态。月球上B的状态似乎是瞬时被地球上A的测量所控制,这种控制行为以超光速方式发生。这就是从量子力学原理推演出来的必然结果