1955年春天,爱因斯坦去世,没能亲眼看到量子力学的这场争议。这门学科发展到现在,70%的基础都被2022年诺贝尔物理学奖的颁发所肯定。剑桥大学教授彭罗斯提出过一个观点,他认为量子力学和人的意识并没有必然联系。科学家们当时也对如何解释纠缠粒子产生了分歧,1964年爱尔兰物理学家约翰·贝尔提出了贝尔不等式,把爱因斯坦提出的隐变量理论变成了数学公式。如果贝尔不等式能通过实验验证成立,那就意味着爱因斯坦是对的。在那场辩论中,玻尔是站在量子力学一边的。他认为这两个粒子本来就是一个整体,不需要用超距作用来解释。1955年时还没人想到这些,那时候人们还在用薛定谔略带嘲讽的话来调侃这种现象。这个名字是在后来才叫起来的,人们把这种现象称为量子纠缠。爱因斯坦有句名言:“你真的以为没人看的时候月亮就不存在吗?”他不相信会有超距作用。量子状态观测不到不行,不观测也不行。 回到思想实验,讲一对粒子的动量和坐标就行。比如一个自旋为0的粒子衰变成两个更小的粒子。当它们分开很远的时候测量左边那个粒子的自旋。把这个过程简化为测量自旋方向就行了。整个过程没有施加任何力学作用。因为角动量守恒定律的存在,右边那个粒子的自旋方向就可以确定下来。爱因斯坦的解释是这样的:两个粒子本来就有固定的自旋方向。观测结果看起来随机是因为我们不知道隐变量的存在。就像天气预报说明天下雨概率70%一样,这是因为我们的信息搜集手段不全。从上帝视角来看明天到底会不会下雨并不是随机事件。 量子纠缠现象揭示了时空本质的一些深层次含义。哲学家提出宇宙是一个整体。我们的任何行动都在影响其他事物。1964年约翰·贝尔把隐变量理论转化为互为充分必要条件的数学公式。如果能验证贝尔不等式成立,那爱因斯坦就是对的。直到2022年这个结果才出来:纠缠光子实验证明贝尔不等式不成立。这一结果开创了量子信息科学领域的新时代。 观测会导致叠加态坍缩这个过程并不简单。它不是单纯地看一下那么简单,而是会对微观世界产生干扰。外界干扰下粒子必须展示出某属性时叠加态才会坍缩。爱因斯坦一直反对主流解释也推动了量子力学的发展。 1955年爱因斯坦去世时还不知道2022年会发生什么事情。现在我们知道上帝真的在掷骰子这句话也没错了。当我们不去观测微观粒子时它们真的只是一团概率云而已。我们看到的世界里包含了我们改变的成分。我们不仅是客观现实的旁观者还是世界的创造者呢! 爱因斯坦认为宇宙中不存在超距作用这种说法也被证实了是错误的观点。超距作用确实存在但不违反爱因斯坦相对论也无法用量子纠缠传递信息。叠加态坍缩完全随机无法控制粒子是上旋还是下旋也无法用量子纠缠进行编码发送信息。