正文

量子力學(xué)(20)

量子佛學(xué) 作者:高月明


下面再用個(gè)比喻來(lái)清楚說(shuō)明這個(gè)佯謬要表達(dá)的意思:如果你把兩只鞋(左、右腳的鞋)分別裝入兩個(gè)黑盒子中。一個(gè)盒子留在北京,另一個(gè)盒子被你乘坐飛機(jī)運(yùn)到紐約。按照玻爾的解釋?zhuān)诤凶与x開(kāi)北京時(shí)和到達(dá)紐約后,只要你沒(méi)有打開(kāi)其中任何一個(gè)盒子,那么一只鞋在每一個(gè)盒子中是左腳還是右腳的是處于不確定的疊加狀態(tài)中的。就是說(shuō),在兩個(gè)盒子中,兩只鞋是不斷地處在左腳 / 右腳的轉(zhuǎn)換過(guò)程中的。只有在你打開(kāi)其中一個(gè)盒子的一瞬間,例如,你打開(kāi)北京的盒子是左腳的,那么在紐約的那個(gè)盒子中的鞋則必須在瞬間顯身為右腳鞋。愛(ài)因斯坦則認(rèn)為:在盒子從北京分開(kāi)的那一刻起,是左腳或是右腳的鞋留在北京已經(jīng)是被確定了的。兩者之間不存在所謂的“幽靈般的超距作用”。

EPR佯謬一開(kāi)始只是作為一個(gè)思維實(shí)驗(yàn)提出的。時(shí)間到了1964年,這時(shí)愛(ài)因斯坦和玻爾都已經(jīng)死去了,物理學(xué)家約翰·貝爾為了支持愛(ài)因斯坦的EPR佯謬,發(fā)表了一篇論文,提出了一個(gè)可被檢測(cè)的方法——貝爾不等式,也稱(chēng)為“貝爾定理”。為了獲得容易和清楚地理解,簡(jiǎn)述貝爾定理和檢測(cè)實(shí)驗(yàn)如下:

(1)什么是光柵

如圖1-38中A所示,如果你將一根繩子穿過(guò)與地面呈垂直角度的兩道木柵欄上下晃動(dòng),你就制造出了一道上下起伏振蕩的繩子波。因?yàn)閮蓚€(gè)木柵欄的角度都是與地面垂直的,因此穿過(guò)第一道木柵欄的繩波會(huì)繼續(xù)前行穿過(guò)第二道木柵欄。

圖1-38 木柵欄如圖1-38中B所示,如果你將第二道木柵欄變?yōu)闄M向的,那么穿過(guò)第一道木柵欄的繩波就會(huì)被第二道木柵欄阻擋住。

對(duì)于光也是如此情況,光波是具有振蕩方向(偏振方向)的電磁波,因此光波也會(huì)被不同偏振方向的“光柵欄”(偏振鏡)阻擋住。例如,如果你透過(guò)一片偏振鏡(光柵)對(duì)著太陽(yáng)看,那么,那些與偏振鏡中的光柵呈現(xiàn)出的振蕩角度不同的光子,都將被阻擋在偏振鏡以外。太陽(yáng)鏡就是根據(jù)這一原理制造的,太陽(yáng)鏡片就是一個(gè)偏振鏡片。

(2)貝爾定理的實(shí)驗(yàn)設(shè)置

為了能夠獲得快速理解,下面是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的簡(jiǎn)化論述。

用激光激發(fā)一個(gè)鈣原子,致使其釋放出一對(duì)向相反方向飛出的光子(A、B光子)。在兩個(gè)光子射出的各自方向上的100米距離處(你也可以想象一光年的距離)放上兩片攔截光子通過(guò)的光柵欄(A、B光柵)。然后在每片光柵(偏振鏡)后面放上一塊可以檢測(cè)到光子到達(dá)的光子檢測(cè)屏。現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始(見(jiàn)圖1-39):


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