糾纏思想實驗

糾纏思想實驗

糾纏思想實驗

出於對量子力學不完備性的質疑,愛因斯坦在其後半生中一直無法認同量子力學的基礎——測不準原理。為了說明量子力學的不完備性,愛因斯坦與玻爾之間進行了一系列的論戰。論戰的工具也是思想實驗,其中最為著名的莫過於糾纏思想實驗(亦稱“EPR佯謬”)。

科學啟迪
對後來科學的啟迪
出於對量子力學不完備性的質疑,愛因斯坦在其後半生中一直無法認同量子力學的基礎——測不準原理。為了說明量子力學的不完備性,愛因斯坦與玻爾之間進行了一系列的論戰。論戰的工具也是思想實驗,其中最為著名的莫過於糾纏思想實驗(亦稱“EPR佯謬”)。
在糾纏思想實驗中,愛因斯坦本來是想要基於局域性思想之上,表明量子力學存在難以解決的問題:在相隔很遠的兩個不同地方的兩個粒子,不可能有瞬時的超距作用。因為假設超距作用存在,人們心中便無法消除這樣的疑問:當粒子A和粒子B之間的距離很遠時,比如10萬光年,A和B之間的信息如何建立聯繫?直觀看來,這樣的聯繫是不可能的。除非二者之間有超距瞬時的信號存在。由此,愛因斯坦得出結論:玻爾等人對量子論的機率解釋是站不住腳的。雖然這一思想實驗在玻爾隨後的反擊下,沒有達到愛因斯坦的目的,但它卻引領著人們在這一領域開展更多的研究,為後來科學的發展提供了天才的思路和啟迪。在糾纏思想實驗中,兩個或多個處於分離狀態的粒子由於曾經的相互作用而緊密關聯。這在愛因斯坦看來是相當荒謬的。不過,後來的科學家們通過實驗驗證,證實了這種“糾纏”現象的存在。惠勒是提出驗證光子糾纏態實驗的第一人。1948年他指出,由正負電子對湮滅後所生成的一對光子應該具有兩個不同的偏振方向。不久後,吳健雄和薩科諾夫成功地實現了這個實驗,證實了惠勒的思想,生成了科學史上第一對互相“糾纏”的光子。目前,世界上有關“糾纏”實驗的研究已經取得了豐碩的成果,相關研究的最新進展是,2015年美國麻省理工學院和貝爾格勒大學的物理學家開發出了一種新技術,使單個光子成功實現了與3000個原子的糾纏。這就是思想實驗在當代科學前沿中展現出的力量,即使它與愛因斯坦的初衷有所出入。
愛因斯坦不愧為一位思想實驗大師,他對思想實驗的運用達到了一個時代的巔峰。不斷閃現的思想實驗的光芒,將與相對論一起,長存於人類的記憶之中。

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