被颠覆的因果规律—量子物理学
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众所周知,万物都存在某些联系,一旦某件事情发生的时候,必然会有某一个或者几个诱导因素,这就是我们常说的“蝴蝶效应”
然而对此,量子物理学却有另一种完全不同的说法,2015年,维也纳大学的Philip Walther的实验室里进行了一个实验,科学家让光子在实验室内高速飞行并让它穿过两道门,但奇怪的是,在此过程中,科学家却无法判断光子是以什么样的次序穿过两道门的。这并不是因为次序的信息被丢失或者破坏了,而是因为次序信息根本不存在!在这个实验中,我们无法确定光子穿过两道门的先后顺序。
维尔纳大学的这个实验向“一件事导致了另一件事”的因果逻辑发起了挑战,它让科学家们意识到量子物理学比人们想象的更加匪夷所思,仿佛是物理学家搅乱了时间这个概念本身,让时间向两个方向流逝。这就好像小明上学的时候走的不是A或者B某单独一条路,而是同时走A和B两条道路。
因果性一直是量子物理学中的一个关键性问题,在经典物理学中,若要测量甲和乙两个光子的运动,必然有一个先,有一个后。但是,在量子物理学中却不存在这个问题,不确定性不是由于我们没有获取足够的信息;这是一种根本上的不确定性,在测量之前根本就不存在所谓的“实际状态”。
1935年,爱因斯坦和他的助手鲍里斯·波多尔斯基、内森·罗森(合称EPR),提出了一个著名的思想实验。在这个实验中,A、B两个粒子处在相互影响的状态中,也就是纠缠态。在纠缠态中,自旋是粒子的一种量子特性,可以把它想象成一块磁铁,磁铁的N极就是自旋的方向,对于AB两个粒子,如果A自旋朝上,那么B必然会自旋朝下,反之同样如此。在此状态中我们必须进行测量才能确定粒子处于什么样的自旋状态。根据哥本哈根诠释,测量不仅仅让我们获知粒子的状态,还会使得粒子“固定”在我们所测得的状态。而对于纠缠态的粒子,不论它们相距多远,对A的测量在固定了A的状态的同时,也固定了B的状态,仿佛在测量的瞬间,A与B之间产生了某种相互作用。
在用量子物理学的角度思考问题时,或许应该舍弃一些原有的物理思维。