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《量子纠缠是什么》论文的审稿意见及回复

已有 2605 次阅读 2018-7-6 11:03 |个人分类:量子力学|系统分类:论文交流| 量子力学, 量子纠缠

 

量子纠缠是一个非常重要的基础理论物理概念,也是现今很多热门研究的理论基础。流行的理解违反了经过严格检验的多个现有理论,包括相对论,量子场论,哥本哈根测量理论等。我们认为量子纠缠是一种平凡的现象,是光子相干范围大和测量介入的结果。

另作一个类比说明量子纠缠现象:我们吹笛子的时候,吹出的是一股基本平稳的气流,但是笛子会发出某些固定频率的空气振动。这种振动是一种非局域效应,振动频率由空气柱整体的几何形状和性质(温度,密度,压强等)决定,并不取决于笛子口的驱动(有影响,但是是高阶的),也不是振动的空气柱两端的性质(两端空气面的“诡异纠缠”)。量子纠缠也一样,是实验设定的空间布局(几何属性)和电磁波(光子)本身共同作用的结果,或者说,是设定几何条件下,电磁波的一种振动模式,需要一定的激发条件(入射光子)。这里体现的非局域性来源于光子(对应笛子中的空气及其性质)加全局的几何条件(对应空气柱的几何形状),而不是光子单独的性质(两处光子“诡异纠缠”)。为了让光子波函数覆盖全部几何空间,光子必须有足够大的相干范围(或单色性,时间不确定性)。

我们的文章投出去之后,已经遭到了5次退稿。前面4次都没有理由,在我的坚持下,也感谢杂志编辑的帮助,终于第五次退稿给了理由。因为已经是最后的决定,所以也没有必要申诉。本来想算了,但是后来觉得,让大家参考一下也没有什么不可以的,无论我们认可不认可,大家也可以看一看我们的理解可能有什么问题。

首先应该感谢审稿人认真的审稿。下面是审稿人的意见(蓝色楷体)和我的回复,杂志名已隐去:

在本文中,作者阐述了他们对量子纠缠问题的一些理解。基于以下理由,我认为本文不应发表在《XXXX》上。

1.   本文作者没有针对一个有明确定义的模型或者问题进行具体的计算。这类谈论对概念的理解,但几乎不做计算的工作,不适合《XXXX》杂志。事实上,即便是关于量子纠缠这种基本问题的讨论,也应该在针对具体问题的具体计算的基础上进行。爱因斯坦等人的EPR原始文章,以及Bell不等式的原始文章就是这方面的两个范例。

回复:论文应不应该计算,计算占多少篇幅,要看讨论什么问题。EPR用到的计算也非常基本。我们的文章只需要用到测不准原理的简单表达式,文中已经有了。后面对Bell不等式的估算采用的是文献自己提供的数据,不需要我们自己计算,所以没有把相关公式写进去。实际上我们算过几张图,但是因为文章中提到的原因(实验不系统),因此无法对实验数据做系统的定量分析,但是定性结论文章中已经写了。文章中已经做了解释。

不知道为什么这会成为一个理由。爱因斯坦的狭义相对论,最重要的也只是提出了一个概念(两个原理),计算用到的是以前的理论(洛伦茨变换)。

EPR的文章没有引用文献,不知道是不是应该因此认为,该论文不规范,不应该发表在严肃的学术期刊上?

2.   本文作者着力于反驳一些对量子纠缠的说法,诸如“spooky action at a distance",“instantaneous entanglement no matter how far away separated”,“if you measure one party of the entangled particles, the other party simultaneously changes its state no matter how far away“等等。但这些说法本身都没有明确的科学定义,充其量算是对科学问题的一些似是而非的比喻(哪怕其中有的出自名人之口且流传甚广),而不是严肃的科学论断。因此,对它们的讨论和反驳,不属于“针对具有明确定义的科学问题”的研究工作,不适合在《XXXX》发表。

回复:重复本文第一句:“量子纠缠是一个非常重要的基础理论物理概念,也是现今很多热门研究的理论基础”。而量子纠缠的“诡异”概念已经是事实上的公众认知,是谁“普及”了这样的认知呢?正是那些“名人”。现在您说这不是严肃的科学论断?那么您认可不认可这一普及到所有人的概念?如果您不认可,更应该批评那些名人吧?量子纠缠是什么,究竟有没有严肃的科学论断?如果有,那么是什么?如果没有,文章讨论量子纠缠的本质,怎么“不属于‘针对具有明确定义的科学问题’的研究工作”?

3.   关于量子纠缠的争论的核心是Bell不等式问题。除此以外,量子纠缠并无其他难以理解之处(事实上,也有研究者认为Bell不等式问题也不算“难以理解”)。对量子纠缠的诠释和理解类型的工作,如果不能对Bell不等式问题给出解释或说明,则实际价值都很小。本文没有涉及Bell不等式问题。

回复:不同意“关于量子纠缠的争论的核心是Bell不等式问题”的说法。Bell不等式有实验支持,没有什么人质疑,而量子纠缠究竟是什么,才是争论的核心。

有些研究者觉得不算“难以理解”,您觉得呢?作为一个科学工作者,不应该认为“有人理解了,肯定就是对的了,我就不用理解了”吧?如果您的学生也不理解呢?您让他们去问那些理解的?很多宗教都很高深,您不理解,但是有人理解,您是不是应该认为宗教讲的肯定都是对的?为什么要接受一个自己不理解的理论呢?

我们的文章并没有反对Bell不等式的结论,只是说不需要存在非局域的关联。而Bell不等式的违反程度可以用来定量区别诡异论和测量论,文章中已经做了定性和半定量的讨论。

4.   本文第5节第二段说到量子力学(以及量子场论)中“time t is just another dimension similar to space x, because formally x and t are equal in…”。我们不谈量子场论。就量子力学而言,作者的论断与现有量子力学理论不吻合。现有理论中x是一个算符,但时间t不是,因此二者不等价。

回复:为什么不谈量子场论?现有的理论没有量子场论吗?我们的文章中已经特别强调了非相对论量子力学的局限性,它不能用来理解与光子相关的概念和实验。量子力学也不等于非相对论量子力学。非相对论量子力学中时间不是算符,不等于时间不能成为算符。量子场论中,时间就可以是算符。

另外,我注意到审稿人并没有说我们的理解不对,只是说计算部分不够和不重要。第二条看起来审稿人自己也不赞同诡异论,但是看起来是在说“我们没有说过”,这就有点赖皮了。全世界的量子信息研究者都喜欢神秘兮兮地吹嘘量子纠缠有多么神奇,多么诡异。有人质疑了,不敢跟人家争,然后就说“我们从来没有在文献上说过”?第三点第四点个人认为不能成立。


相关:

量子纠缠的诡异论与平凡解释,究竟谁更有道理:http://blog.sciencenet.cn/blog-268546-1108883.html

量子纠缠“主流理解”及几个典型比喻的错误:http://blog.sciencenet.cn/blog-268546-1108675.html

对《量子纠缠究竟怎么回事》的澄清与补充:http://blog.sciencenet.cn/blog-268546-1102664.html

量子纠缠究竟怎么回事:http://blog.sciencenet.cn/blog-268546-1102443.html




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