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量子力学的不完整性是否导致我们的下一次科学革命? [复制链接]

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离线谢谷雪
 

大亚湾秋谷海生活楼盘


      
      至少,看起来是这样的。两个物体越近,它们对彼此施加的力就越大。如果它们离得太远,力就会降到零,就像你的直觉告诉你的那样。这就是所谓的局部性原则,几乎在任何情况下都是成立的。但在量子力学中,它一直被违反。局部性可能只是一种持久的幻觉,而看穿这种表象可能正是物理学所需要的。
      

      
      当然,你期望这种互动会有速度限制:光速。相对论没有其他出路,因为负责力传播的粒子的速度受到它们可以传播的速度的限制,这种速度永远不会超过宇宙中任何粒子的光速。它似乎很简单,但宇宙充满了惊喜。
      

      
      在相对论中,这些事件包含在您过去的光锥(对于可能因果影响您的事件)或您未来的光锥(对于您可以因果关系影响的事件)中。可以看到,感知到或者可以对观察者产生影响的事件被称为因果关联。从过去到未来的信号和物理效应都可以以光速传播,但不会更快。至少,这就是你对现实的直观概念告诉你的。
      

      
      那么,你也可以取两个量子粒子并将它们缠绕在一起,这样两个纠缠粒子之间的量子特性相同。每当您与纠缠对中的一个成员进行交互时,您不仅可以获得有关其所处的特定状态的信息,还可以获取有关其纠缠伙伴的信息。
      

      
      除了您可以按如下方式设置实验之外,这不会那么糟糕。
      
      您可以在空间和时间的特定位置创建一对纠缠粒子。你可以将它们彼此间隔任意大的距离运输,同时保持量子纠缠。最后,您可以尽可能接近地同时进行这些测量(或强制这些交互)。在您执行此操作的每个实例中,您都会找到您在特定状态下测量的成员,并立即“知道”有关其他纠缠成员的某些信息。
      

      
      只是,似乎有一个问题。您“了解”有关非本地测量的信息,也就是说发生的测量是在您的光锥之外。然而,不知何故,你并不完全不知道那边发生了什么。尽管没有信息的传输速度比光速快,但这种测量描述了量子物理学的一个令人不安的事实:它基本上是一种非局部理论。
      

      
      它并不像你想要的那样干净:测量粒子的状态并不能告诉我们它的纠缠对的确切状态,只是关于它的伙伴的概率信息。仍然没有办法比光更快地发送信号; 您只能使用此非局部性来预测纠缠粒子属性的统计平均值。尽管它已成为许多人的梦想,从爱因斯坦到薛定谔到德布罗意,但没有人能够提出改进版的量子力学,它告诉你的不仅仅是它的原始配方。但仍有许多人仍然梦想着这个梦想。
      

      
      当你试图量化重力时,通过用一种粒子交换来代替弯曲时空的概念来调节重力,就会产生对局部性的巨大破坏。如果你观察这些违规行为的后果——Smolin和他的合著者Fotini Markopoulou就是这样做的——你会发现他们能够通过新的、非局域的、不可观测的变量来解释量子力学的非局域行为。
      

      
      
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