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发现中微子第三种振荡 五、黑洞及其他问题(14)

2018-02-13 14:02 网络整理 教案网

(三)量子行为理论上突出的问题

量子的原意是指不连续的一份份最小单元的能量,也叫能量子,最先由普朗克提出。后来爱因斯坦效仿能量子提出光量子概念,再后来光量子省略了“量”字叫做光子。人们不满足量子的能量子和光子构成,扩展将构成物质的分子、原子、电子等粒子统称量子,于是把微观粒子世界看作量子世界。值得注意的是,打上量子标签的粒子与经典物质粒子的本质和行为表现不同,因而量子世界也就不同于物质粒子世界。

量子的种种超凡脱俗的神奇表现可叫做量子行为。量子行为理应为粒子所固有,不可理解为粒子在经典力学或电磁学世界中有一种行为,在量子世界里又有另一种行为。量子纠缠的行为是爱因斯坦提出,这位科学大家是搞虚拟理论的始作俑祖师,能从虚拟事物中提炼出规律;受他的影响,科学研究理论上常将虚拟事物的产生的原理和规律当成客观事物的行为或作为。但愿科学试验别虚拟,有些量子行为若也是人们虚拟出来的将来笑话可要闹大了。

能不能把光分解为一个个球粒子状的光子还不好说,好说的是把光分成一份份,人们把这一份份光即叫做光子或量子,科研所使用的量子即一份份的光而不是一个个原子电子等粒子。若量子还是以粒子为载体的一份能量,粒子携带能量有多有少,不一定只带一份,比方说一个粒子上携带几份能量,能不能说一个粒子里有几个量子呢?不可,因为通常的粒子只表示一个量子。随着量子科学的发展,量子的粒子特性弱化了,一份能量甚至抛弃了,量子几乎成为独立之神物,好像不再依赖于一个粒子或一份能量。

量子纠缠有两种不同的说法:一种说法是,“理论上说的‘纠缠’,好比两人相处两地,各执一枚骰子,当这两枚骰子处于纠缠态时,两人将骰子抛出,最后两边得出的结果将完全一样。”另一种说法是,“两个粒子相隔十万光年,只要观察到其中一个粒子的自旋为向右,那么即使在十万光年外,也能立即确定另一个粒子的自旋为向左,或者一个粒子向上运动,那另一个即为向下运动。”这两种说法,究竟是两个纠缠的量子是动作相同还是动作不同(动作相反对称),说法不太明确。量子纠缠实在神秘,有许多看起来随机应变的不确定问题尽管屡见不鲜但也要有明晰说法为好。

“量子纠缠十分脆弱,环境会不可避免地破坏其量子特性而使‘纠缠’消失掉,即两个纠缠的量子客体最终会演化为不纠缠的状态,非局域关联完全断开。所谓环境不仅包括经典噪声,诸如热运动、吸收、散射等,还包括量子噪声,即真空起伏,即使我们有办法将经典噪声完全隔绝,量子噪声仍无法消除,而且无处不在。”环境破坏量子特性的说法很玄,经典噪声说法等于非定域的量子回归定域。量子噪声不可能是量子被测量刺激时发出的呻吟,可能要算作是真空(科学家认定真空有内容的不是一无所有)起伏产生摩擦发出的噪音,若这样就不应该叫量子噪声而应该叫真空噪声。

科学家说:不管两个粒子相距多远(哪怕银河系两端各有一个)都能发生瞬间互动。在这个前提下,再加上量子不食人间烟火不受世俗的干扰,量子纠缠态的品质应该不受影响。然而,科学家又说:两个粒子之间的纠缠会因传播距离的增大而不断退化,其系统纠缠数量也会随之越来越少。后一种说法等于否定了前一种说法,二者矛盾不相兼容。量子纠缠会退化就不能长期保持和传输太远,说明量子行为还没超越“定域”。若一定产生这种现象不知是量子理论的“定域”与“非定域”发生了纠缠还是量子脱神作妖魔高一丈。对于上面问题,科研要采取的措施是防量子纠缠退化使其纯化或加中继站,这样给量子科研陡增难阻不算什么,要紧的是把量子由神奇退化为平常可是个问题。

“在量子世界里,量子就和孙悟空一样,会分身术,可以在两个不同的空间内同时存在。”分身不就是一分为二吗?由一个量子分为两个相同的量子,这等于说量子能够自我克隆,明显违背了量子不克隆定理。量子不克隆定理,指“量子力学中对任意一个未知的量子态进行完全相同的复制的过程是不可实现的”。这个定理描述得很实在也平常。是的,对未知的事物及状态克隆复制,比盲人摸象还缺乏感知基础,“未知量子态”若有克隆就像让一个画家画一个不认识没见过的人一样,一个不被了解的不被人所知的事物若能复制克隆就是神知神觉了。这样的量子不克隆定理没有揭示出什么深刻的道理,就不应该算作定理,不可让它招摇撞骗蒙蔽束缚科学家的眼界和思维。