斯坦福赵午教授谈微观粒子的性质


所有跟贴·加跟贴·新语丝读书论坛

送交者: 田野 于 2009-09-27, 23:12:35:

[quote=赵午教授]

我想说的是,一旦我们接受量子力学的波函数概念及其概率解释,纠缠就成为一个不可避免的必要概念,而且它必须是对的。很容易明白这一点,不需要借用精辟的EPR悖论来阐明,我下面给出一个例子。

考虑一个弹性散射实验。我们利用散射装置散射一个粒子。这个粒子要么散射到检测器1,要么散射到检测器2,这两个检测器相距1英里,在散射实验结束之后,粒子要么在1中,要么在2中,显然不可能同时既在1中又在2中。这是很明确的经典力学的描述。这也是这个简单实验的必然的和唯一正确的结果。

现在,我们尽可能地用量子力学的波函数概念和概率解释来描述同样的实验。散射后的粒子被用波函数F来描述,波函数F的空间范围涵盖了检测器1和2。有了粒子被检测器1检测到的特定概率(比如说,1/2),其余的概率(即其余的1/2)是被检测器2检测到的。因此,一旦知道了检测器1的结果,你立即会知道检测器2的结果。在某种意义上,这已经是一种纠缠。只是因为在这个例子中,现行量子力学的纠缠结果与经典力学所预期的结果是完全一致的,以至于一般不去细想的话,就不把它当作一种悖论来讨论。

在经典描述中,粒子在散射的那一瞬间已经被决定了是向着检测器1散射,还是向着检测器2 散射,即使对它不进行观察,也是如此。散射瞬间之后,它只以小于光速的速度慢慢地、稳定地沿着它的方向前进。在这种描述中,没有用到波函数、没有纠缠、没有非定域性、没有波函数的塌缩、没有超光速以及没有违反因果关系。但是,在量子力学中,我的观点是,一旦我们接受了波函数和概念解释,所有这些微妙的问题就随之出现了,而且非出现不可,否则,要出很大的翻盘问题。[/quote]

问答 说道:

问:这就是说,物理学家首先肯定这些被散射的粒子是存在的,这是实验能够进行的前提条件。然后,才有可能讨论对它的描述问题。在这个散射实验中,如果我们用经典语言描述的话,粒子在散射后,向着哪个检测器散射,是由一开始的初始条件决定的,与是否实现观察无关。这是很容易理解的。但是,如果我们用量子力学语言描述的话,就会出现新的难以理解的情况。我不明白的一个问题是,在您的上述表述中,给人的感觉似乎是,纠缠是由描述实验的语言造成的,而不是粒子自身的特性。如果把纠缠理解为粒子自身的特性,那么,不能够揭示出散射粒子的这种特性的语言,就不能用来描述这个实验,尽管碰巧其最终结果是一致的。

答:是的, 我们首先肯定这些被散射的粒子是存在的, 然后设法解释它运动和作用的规则。

在经典语言中,一旦发生散射,即使没有进行任何观察,粒子也要么射向检测器1,要么射向检测器2。粒子绝对不会既射向检测器1,也射向检测器2。在量子力学的意义上,粒子散射之后而在检测之前,波函数同时涵盖了检测器1和检测器2,也就是同时存在着检测器1的概率和检测器2的概率。所以在散射后检测前,量子力学说,这个粒子是同时出现在检测器1和检测器2当中的,这一点是和经典力学的说法完全不同的。但是,一旦你检测时,如果这两个检测器分开的足够远的话,那么,假如你在检测器1中检测到粒子,就不可能再在检测器2中检测到。从经典力学的观点来看,这是绝对正常的,完全没有讨论的必要。但如果您在量子力学的意义上观察这个系统,那么,你用来描述这个系统的波函数在经过检测的步骤时,就必需经过一个塌缩的过程, 才能得到正确的答案。它就已经是一种纠缠在起作用。在目前这个简单的实验里,经典力学和量子力学给出相同的最后答案,但它们的基本概念和物理内涵都是截然不同的。

http://www.97renven.cn/forum/showthread.php?t=22586




所有跟贴:


加跟贴

笔名: 密码: 注册笔名请按这里

标题:

内容: (BBCode使用说明