量子力学(19)

实际上,EPR佯谬本质的核心要点就是要证明“客观现实”独立于观察而存在。哥本哈根解释则明确说明,意识参与到了能被我们观察到的现实之中。是观察创造出了一切,而不是一切单独客观地存在着,等着我们去观察。

下面,为了便于快速地理解,我们直接对物理学家戴维·玻姆提出的所谓现代版本的EPR佯谬做出简化和容易理解的表述(下面用光子表述)。

首先,哥本哈根解释说,一个光子在你没有测量它之前,是以波的形态扩散在整个宇宙空间中的。只有当你去测量了它,光子才会在瞬间坍缩为一个局域的点粒子。就是说,在你没有测量之前,一个光子是以非局域的方式扩散在整个宇宙空间中的。可以说,整个宇宙空间中都有它存在的可能性。当你去测量了,它才在你测量之处崩溃为一个粒子,而在空间中其他的任何区域,这个电子存在的概率瞬间都变为了“零”,即,你的测量行为直接影响到了其他空间区域中有可能发生的事情——你让遥远空间中的光子存在的可能性突然都变为了“零”,即便这个空间距离跨度为一光年或一百亿光年。

因为,对于一个光子进行测量进而影响到其他空间区域发生事件的检测很难进行,但是我们却可以想象如果把一个光子分成两部分,就可以实现这样的检测。那么真实的检测是这样的,虽然你无法分开一个光子,但是却可以实现有如分开光子那样的实验效果,即,如果你用一束激光激发一个一个静止的原子,那么原子(钙原子)就会向相反方向同时射出两个光子,例如绿色和蓝色光子。为了保证动量总和为“0”(守恒),这两个光子会以大小相等、运动方向相反、自旋方向相反的方式向远处运动。例如,光子A向左旋转,光子B向右旋转。

就是说,这两个被分开的光子像是一个被分成两部分的光子那样纠缠在一起,它们会以波函数相互叠着的方式在空间中扩散着(见图1-37)。这两个光子像是一个整体那样相互联系着。例如,你对向左运动的A光子进行测量,让其坍缩为一个粒子,那么B光子也必须瞬间由不确定的波函数状态坍缩为一个确定的粒子状态。在测量之前,两个光子是处于向左和向右旋转的叠加状态的。如果你测量了A光子的自旋(例如A光子向左旋转),那么瞬间B光子的自旋也必须由不确定的自旋状态崩溃为确定的“向右旋转”的状态。

图1-37 两个自旋相反、方向相反向远处运动的光子 EPR佯谬提出了这么一个设想:让两个从同一个原子激发出的向相反方向运行着的光子运行到无限远,例如1光年远,那么这两个光子之间是否还存在着联系?例如,你测量了A光子,B光子瞬间是否会作出反应?假设是存在这种联系,那么在时间上也来不及。为什么呢?

因为任何的影响都需要介质来完成。例如,他人之所以能听到你说话,是因为你的声音振动了空气分子,并且等一定时间后,对方的耳膜才会感受到你发出的分子振动,进而作出反应。再比如说,如果你要想把桌子上的一只杯子击碎,那么你必须要等到子弹射过去,杯子才会被击碎。在这两种现象中,空气分子和子弹就是听到声音和击碎杯子的影响介质。

假设两个光子行进到相距一光年远的距离时,它们之间即便存在着某种相互影响,也必须要等到一年以后才会产生效应。因为狭义相对论直接拒绝了“超光速”传输的事情,因此,即便它们之间存在信息往来也要等上一年的时间。

所以,如果存在这种联系,只有“幽灵”才可以做得到,因此,对这种可能瞬间发生联系的现象被爱因斯坦称为“幽灵般的超距作用”。

然而,按照哥本哈根的解释,你测量光子A,那么无论光子A与光子B已经运行到相距多么遥远的距离,例如1光年或1百亿光年的距离,它们都应该产生瞬间的联系。当然这种瞬间的联系不是幽灵干的事,而是粒子世界本来就如此!

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