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量子纠缠违背了经典物理的惯性定律
光、电以及其它的微观粒能够表现一种异乎寻常的联系,物理学家用量纠缠概念来描述光和光、电和电以及其它微观粒之间的“幽灵作用”。粒纠缠现象与经典物理学所描述的规律背道而驰,一个微观粒可以同时出现在两个、或多个场合,而我们在日常生活中完全不能想象马云、或者马化腾同时出现在两个、或多个发布会的现场,两个、或两个以上的纠缠光、电能够发生“不清、道不明”的相互影响,比如:当其中的一个电向左旋转时,另一个电随之向右旋转,或者当其中的一个电向右转时,另一个电随之向左转。纠缠粒彼此发生“同时性”的相互影响几乎与它们之间的距离无关,将纠缠的光对分发到两个临近的房间是如此,将纠缠光对的一个“分发”到银河系的最东端,另一个“分发”到银河系的最西端也是如此。中科院的潘建伟团队开展的量卫星科学实验表明,将纠缠光对的两个光“分发”到相距1200公里的两个地面接收站时,两个光的纠缠行为依然存立,这是科学家迄今为止实现的最远距离的光纠缠行为。
物理学家之所以相信导致量纠缠发生的是一些超时空的因素,这是因为某种“隐形因素”的传播速度至少比光速快了1万倍,如果在“寰球”的地球上进行量纠缠实验,那么物理学家几乎不能探测到两个纠缠光之间发生状态变化的时间差,或者两个纠缠光发生的物理状态的变化几乎是同时的。什么因素导致了量纠缠的发生?爱因斯坦期待用经典物理的逻辑规律来解释粒纠缠的行为,但是,纠缠现象的发生违背了人们已知的经典物理规律,波尔支持量物理学的解释,但是,量纠缠是量物理学中最神奇、最难解的粒行为,量物理学家一直在试图揭开其中的奥秘,他们开发了“数理解释学”的各种模型。尽管物理学家暂时不能揭示粒纠缠的内在机理,但是,这并不妨碍他们将粒纠缠原理应用到量通信工程的领域,而量通信技术的优越性至少表现在两个方面,其一:比电磁波通信的速度更快,其二:比电磁波通信的方式更保密。如果不是应用于星际量通信的考虑,人们不会在意量通信在速度方面的优势,但是,更安全的通信方式在国民经济和国防领域的价值不可低估。
量通信“绝对的”安全性与光的纠缠属性有关,设想一下我们在地球和月球之间建立了量通信络,在如此遥远的两地没有传输线的连接,如果有位“冒冒失失”的黑客想要窃取量络中的信息,那么当黑客稍微影响了处于纠缠态的一个光的行为时,就会立刻影响到处于纠缠态的另一个光的行为,这种最轻微的影响行为与纠缠态粒之间的距离无关,正在实施地球和月球之间量通信的科学家能够立刻发现“黑客”的盗取行为。本作者发现,纠缠粒和宇宙暗能量在“幽灵般的超距作用”方面符合“等效原理”的定义,粒纠缠和暗能量作用真正是盘旋在21世纪物理学天空上的“两朵乌云”,经典物理学和爱因斯坦的相对论没有揭示、或者不能揭示它们“幽灵作用”的奥秘,虽然物理学家建立了规范场、量场理论和弦理论,但是,他们不能清这两类“幽灵行为”的缘由。本作者从自然论、实在论哲学的立场出发,将纠缠粒的超距作用定义为“纠缠力”、或“缠力”,将“纠缠力”、或“缠力”的传播定义为“缠力波”,这不是一种科学发现的行为,而是为了避免一些科学家和科学爱好者将量纠缠看成是“禅力”,归结为“自然禅宗”的法。
本作者之所以在量纠缠哲学的讨论中支持“有形之手”的观点,放弃“无形之手”的主张,主要是依据物质固有的惯性和物质运动所遵循的惯性定律。惯性是物体保持静止或匀速直线运动状态的性质,或者是物体抵抗其运动状态被改变的属性,物体的惯性可以用其质量来衡量,质量越大,惯性随之越大。艾萨克?牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》一书中将惯性定义为物质固有的力,它是存在于每一个物体中保持现有状态的“抵抗力”,当物体不受外力的作用时,它将会保持原有的静止或匀速直线运动的状态,除非有外力迫使它改变运动的状态。牛顿将伽利略发现的惯性定律列为经典力学的第一定律,他用惯性定律来描述一些物体的自然运动现象,比如:飞箭、飞石一类的抛体,假若没有受到空气的阻力,没有受到重力的吸引,它们会持续运动下去,如果陀螺没有受到地面摩擦力的损耗,它们会永不停息地旋转,行星、彗星在阻力很的太空中移动,它们会长久地维持运转的轨道。爱因斯坦否定了牛顿对引力的解释,但是他没有否定牛顿对惯性和惯性力的解释,爱因斯坦的狭义相对论建立在牛顿的惯性概念和惯性定律的基础上,在狭义相对论适用的惯性参考系,当物体不受外力的作用时必然保持其原有的静止或匀速直线运动的状态。
惯性是一切物体的固有属性,惯性力的大表现为外力改变物体运动状态的难易程度,质量的物体对应的惯性,质量大的物体对应大的惯性,质量物体的运动状态容易改变,而大质量物体的运动状态难以改变。惯性不仅是宏观物体的属性,也是微观物体的固有属性,比如:微观结构中的原和分,光和电,由于它们的质量非常、甚至接近零值,因此,它们的惯性也非常,我们可以将微观粒的惯性理解为一种“量惯性”,由于微观粒的“量惯性”极其微,根据惯性描述的“等效原理”,可以将“量惯性”理解为微观粒保持其原有运动状态的属性,而改变微观粒原有运动状态的就会是一种外在的力,我们把这种微的外部作用力定义为“量力”。在量纠缠现象中,一个粒能够出乎意料地影响另一个粒的行为,如果我们认为惯性、或“量惯性”是一切微观粒的固有属性,那么当一个粒的运动状态、或量态发生改变时,必定存在一种外力、或外部量力的作用,本作者用“纠缠力”、或“缠力”来定义这种外部的量力。如果我们认为惯性、或“量惯性”不是一切微观粒的固有属性,那么当一个粒的运动状体、或量态发生改变时,就不需要一种外力、或外部量力的作用。
在量纠缠现象中,一对粒的量态几乎同时发生了改变,无论我们改变哪一个粒的运动状态,另一个粒的运动状态随之改变,在两个分离的粒之间产生了我们可以检测的影响,更多的科学家相信这种影响是非定域的、绝对、无条件的,在它们之间不存在“量力”和“量波”的作用,更少的科学家则认为这种影响是定域的、相对、有条件的,在它们之间存在“量力”和“量波”的作用。本作者作为一名科学爱好者,站在了少数科学家的一边,既然引进了“纠缠力”、或“缠力”的概念,这实际上相当于认同了“量力”和“量波”在量纠缠行为中发生了作用。拿电来,电有“一丁点”质量,因此,电有“一丁点”惯性,当电原有的运动状态发生改变时,根据“量惯性定律”的描述,该电必定受到外力、或外部量力的作用,因此,在纠缠的电对之间存在量力的传递。拿光来,如果光没有质量,那么光没有惯性,当光原有的运动状态发生改变时,根据“量惯性定律”的描述,该光不一定受到外力、或外部量力的作用,因此,量纠缠现象与光的质量问题有关,也许量纠缠现象能够证明光有那么“一丁点”的质量。
将量纠缠现象和粒的质量联系起来,这种想法既新鲜,又奇怪,难道有质量的粒才能产生量纠缠行为?无质量的粒不能产生量纠缠行为?最根本的问题似乎是:宏观物体的惯性定律和微观粒的“量惯性定律”是否符合“等效原理”?如果在微观世界中存在“量惯性定律”,那么“量力”和“量波”的假设是合理的、正确的;如果在微观世界中不存在“量惯性定律”,那么“量力”和“量波”的假设既不合理、也不正确。也许我们可以将量纠缠现象分成两种,一种是有质量的粒对发生的纠缠行为,另一种是无质量的粒对发生的纠缠行为,有质量的粒遵循“量惯性定律”,无质量的粒不能遵循这一定律。目前,我们不清楚有质量的粒对和无质量的粒对是否都能发生量纠缠行为,没有物理实验的结论,我们暂时不能判断这两种类型的量纠缠是否遵循“等效原理”。如果无质量的粒对同样发生量纠缠现象,那么“量惯性定律”不一定存立,量纠缠的发生机制就比我们现有的想象还要复杂,不需要假设外来的“量力”和“量波”的作用,一个粒原有的运动状态可以自动地发生和它的纠缠粒伙伴相互一致的变化。从量纠缠现象中可以发现,尽管人类的智力已经到了发明机器人、应用人工智能的程度,但是,人类的自然认识远没有走到“科学的终结”的地步。
(邓如山2017-6-24邮箱:deepmind_123@163.)
(Quaaisagainstthewofiiaofcssicalphysics)
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