量子纠缠:鬼魅般的超距现象,以及可能存在的两种真实宇宙模型

1927年10月可能是最著名的一次大咖云集的第5届索尔维会议在布鲁塞尔召开。此次会议的主题为电子和光子,这次会议会聚了当时世界上最著名的物理学家,参加会议的29人中有17人先后获得诺贝尔奖。他们聚集在此,是为了讨论当时还未被大家所认可和接受的新理论,也就是描述原子微粒和微观世界的量子力学理论。会议上,量子力学的主要反对者爱因斯坦和量子力学主要奠基人尼尔斯玻尔发生了激烈争论,前者以上帝不会掷色子来反对海森堡提出的不确定性原理,而波尔也反驳爱因斯坦说不要告诉上帝该怎么做。这一著名的争论被后世称为玻尔爱因斯坦争论。然而就是这场争论,让爱因斯坦这个始终不相信量子力学的人为量子力学的发展做出了重要贡献,他阴差阳错地引出了之前从未被重视地一个概念——量子纠缠。而这个鬼魅般的超距现象也在余生一直困扰着爱因斯坦。

量子纠缠:鬼魅般的超距现象,以及可能存在的两种真实宇宙模型

索尔维会议照片

量子力学的概念非常奇怪,它描述的是组成我们这个世界的基本粒子——量子在微观世界中是概率存在的,在没有进行测量的时候是处于不确定状态。这是爱因斯坦无法接受的。所以他尝试找出理论中不完善的地方来反驳。这个“不完善”的地方就是量子纠缠。例如,两个量子处于不确定状态,并且他们分别位于宇宙两端,而这时改变其中一个量子的状态,另一个量子的状态会被立即改变,不需要时间,这是爱因斯坦无法接受的,因为根据他的狭义相对论原理,信息传递的最大速度为光速,而且根据常使,信息传递需要介质,比如声波无法在真空中传播(不过有一个例外就是“光”,光也是一种波,但它不需要介质),然而两个量子之间的纠缠现象却不需要任何介质。最主要的是,他坚决反对不确定原理,并说了一句著名的话:如果你不看月亮,那月亮就不存在吗?

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碍于科技局限,玻尔与爱因斯坦直到去世也没有分出胜负来。

到了70年代,首个较为完整的贝尔实验终于证明了量子纠缠的超距作用。虽然这个实验的漏洞至今还被人们讨论着,但是不可否认,量子纠缠的现象已经在悄悄改变人类,量子计算机正是利用了量子纠缠现象来达到普通计算机无法企及的强大算力。

量子纠缠:鬼魅般的超距现象,以及可能存在的两种真实宇宙模型

那么超距作用到底是怎么发生的呢,学术界目前较为普遍的说法是:量子之间通过一种跨越维度的信息纽带连接着,而人类由于感知局限,所以无法洞悉全貌。例如白纸上有两个洞,一只蚂蚁只能看到洞口,而人类却能看到两个洞直接有一根管子连接。这根管子是三维的产物,因此二维生物无法看到。科学家认为量子之间可能存在类似管子的高纬度通道,而三维的人类却无法看到。

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还有一种更为大胆的猜想,是英国物理学家伯姆提出的全息宇宙概念。他认为这个世界只是另一个真实宇宙的全息投影,而这个真实宇宙中,纠缠的两个量子其实只有一个量子,而我们是在不同角度观察这个量子。比如对同一个立体图形,左视图和前视图是不一样的,但是如果立体图形改变了,左视图和前视图会同时改变,并且又存在某种关系。这也完美地解释了量子纠缠现象。

量子纠缠:鬼魅般的超距现象,以及可能存在的两种真实宇宙模型

全息宇宙模型

但无论是哪种观点,目前均处于尚未证实的阶段,大家认为那种观点更合理呢?欢迎在评论区探讨。



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