[求助] 关于“量子纠缠”的科普级答疑

   听说“量子纠缠、贝尔不等式”拿到了 2022年诺贝尔物理学奖，以表彰法国科学家阿兰·阿斯佩、美国科学家约翰·克劳泽，以及奥地利科学家安东·蔡林格在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所做出的贡献。

   所以请教下列问题。

   本来累傻了，耗干了。没有心思去“纠缠”量子力学了。

一、杨振宁老师的考证

   1978年7月6日在上海物理学会的演讲里，杨振宁老师说：

   “不过，我曾经把库仑的文章拿来看了一看，发现他写出的那个公式同实验的误差达到30％以上。估计他所以写这个公式，一部分是猜出来的，”“猜必须建筑在过去的一些知识上面，你过去的知识愈正确愈广泛，那么猜到正确答案的可能性就愈大。”

图1  杨振宁老师1978年7月6日《从历史角度看四种相互作用的统一》的观点，杨振宁文集(上)，p.250，来自刘全慧老师博文。

https://blog.sciencenet.cn/blog-3377-1357091.html

二、丘成桐老师的论点

   丘成桐老师 2020-09-17 对大学生说：“当你在一门课里面把基本功夫搞扎实以后，你就发现书里面很多是错的。”

图2  裁剪调整自刘全慧老师博文，http://blog.sciencenet.cn/blog-3377-1251601.html

三、爱因斯坦的论点：提出一个问题往往比解决一个问题更重要

   在《物理学的进化》里，爱因斯坦说：“The formulation of a problem is often more essential than its solution, which may be merely a matter of mathematical or experimental skills. To raise new questions, new possibilities, to regard old problems from a new angle, requires creative imagination and marks real advance in science. 提出一个问题往往比解决一个问题更为重要，因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度看旧问题，却需要创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。”

图3  爱因斯坦斯坦和 Léopold Infeld 合作的一本书《Evolution of Physics》

   To raise new questions, new possibilities, to regard old problems from a new angle, requires creative imagination and marks real advance in science.

四、求科普级的答案

（1） 什么是“量子纠缠”？

（2） 量子纠缠发生的最大几何尺寸（时空的数量级）？

（3） 光子是量子吗？

（4） 电子可以纠缠吗？

（5） 质子可以纠缠吗？

（6） 中子可以纠缠吗？

（7） 氢原子可以纠缠吗？

（8） 水分子可以纠缠吗？

（9） 病毒可以纠缠吗？

（10） 细菌可以纠缠吗？

（11） 细胞可以纠缠吗？

（12） 微生物可以纠缠吗？

（13） 太岁可以纠缠吗？

（14） 蔬菜可以纠缠吗？

（15） 鱼类可以纠缠吗？

（16） 人类可以纠缠吗？

（17） 地球可以纠缠吗？

（18） 银河系可以纠缠吗？

（19） 宇宙可以纠缠吗？

（20） 上面的纠缠，有哪些物理实验进行了判定？

（21） 贝尔不等式，和量子纠缠是什么关系？

（22） 贝尔不等式，实验结果是什么？成立，还是不成立？

（23） 在量子纠缠方面，爱因斯坦真的错了吗？

（24） 量子纠缠，和麦克斯韦经典电磁理论有什么关系？

（25） 量子纠缠，和牛顿力学有什么关系？

（26） 量子纠缠，和相对论有什么关系？

（27） 量子纠缠，和宇宙学有什么关系？

（28） 量子力学诠释里的哥本哈根诠释、多世界（相对态）诠释、退相干诠释、自洽历史诠释、粗粒化退相干历史以及量子达尔文主义等，到底哪个物理被实验证实的最多？

（29） 为什么量子力学和相对论有一定冲突？

（30） 为什么薛定谔是猫处于又生又死叠加状态？

（31） 纠缠的电子，当一个电子坍缩了，另一个也会同时坍缩吗？

（32） 波粒二象性出现的最大时空范围是多大？

（33） 假如静电的库仑定律不是“精确”的“平方反比定律 inverse-square law”，对量子纠缠有没有影响？

……

五、[求助] 有谁用直接法检验过库仑定律、高斯定律、安培定律、法拉第定律吗？

   越直接的物理实验检验越好。正如牛顿在《数学原理 Principia Mathematica》里所说：“Hypotheses non fingo. I feign no hypotheses. 我不做假设。”

   对间接方法（或复杂方法）不满的一些言论：             

   阿诺德（Vladimir Igorevich Arnold，1937-06-12 ~ 2010-06-03）说：

   推导的链（即所谓的“证明”）越长越复杂，最后得到的结论可靠性越低。复杂的模型几乎毫无用处。（In exactly the same way a small change in the axioms (of which we cannot be completely sure) is capable, generally speaking, of leading to completely different conclusions from those that are obtained from theorems which have been deduced from the accepted axioms. The longer and fancier the chain of deductions (“proofs”), the less reliable is the final result.）    Vladimir I Arnol'd. On teaching mathematics [J]. Russian Mathematical Surveys, 1998, Volume 53, Number 1. February 1998.   https://iopscience.iop.org/issue/0036-0279/53/1

   特斯拉（Nikola Tesla，1856-07-10 ~ 1943-01-07）说：

   Today’s scientists have substituted mathematics for experiments, and they wander off through equation after equation, and eventually build a structure which has no relation to reality.

   今天的科学家们用数学替换了实验，并且他们从方程到方程来回地推导，最终建立了一个和现实世界没有任何关系的数学结构。

   对四色定理计算机证明的批评：

   一个好的数学证明应当像一首诗——而这纯粹是一本电话簿！

   A good mathematical proof is like a poem - this is a telephone directory!

参考资料：

[1] The Nobel Prize in Physics 2022

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2022/summary/

   The Nobel Prize in Physics 2022 was awarded jointly to Alain Aspect, John F. Clauser and Anton Zeilinger "for experiments with entangled photons, establishing the violation of Bell inequalities and pioneering quantum information science"

[2] 量子力学/quantum mechanics/孙昌璞，中国大百科全书，第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215478&Type=bkzyb&SubID=146659

[3] 量子力学诠释/interpretation of quantum mechanics/孙昌璞

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215484&Type=bkzyb&SubID=146660

[4] 量子退相干/quantum decoherence/孙昌璞，中国大百科全书，第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215485&Type=bkzyb&SubID=146660

[5] 量子隐形传态/quantum teleportation/吴玉椿，中国大百科全书，第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=111523&Type=bkzyb&SubID=100518

[6] 量子通信/quantum communication/周正威，中国大百科全书，第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=111493&Type=bkzyb&SubID=100516

[7] 贝尔不等式/Bell's inequality/傅立斌，中国大百科全书，第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215688&Type=bkzyb&SubID=146659

[8] EPR悖论/Einstein-Podolsky-Rosen paradox/张丽，中国大百科全书，第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=245318&Type=bkzyb&SubID=137862

[9] 科普中国，EPR佯谬/Einstein-Podolsky-Rosen paradox/傅立斌，中国大百科全书，第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215689&Type=bkzyb&SubID=146675

[10] 科普中国，2022-10-10，实验精神终将胜利：浅议量子纠缠的七十年

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=1&ar_id=133930

[11] 科普中国，2022-10-09，浅议量子纠缠与量子通信

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=1&ar_id=126345

[12] 科普中国，2022-08-29，让人惊讶的量子纠缠实验

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=1&ar_id=114808

[13] 科普中国，2022-09-07，量子纠缠，幽灵般的超距作用（视频）

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=2&ar_id=116741

[14] 科普中国，2022-01-12，大咖科学--01量子纠缠与超光速（视频）

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=1&classify=2&ar_id=AR202201121651544795

[15] 科普中国，2022-09-19，你们听说过量子纠缠吗（视频）

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=2&ar_id=120660

[16] 刘全慧，2022-09-27，学生的问题vs杨振宁先生的回答

https://blog.sciencenet.cn/blog-3377-1357091.html

[17] 世界科学译刊编辑部. 从历史角度看四种相互作用的统一（根据杨振宁博士1978年7月6日在上海物理学会的演讲整理）[J]. 世界科学译刊， 1979, (01): 1-13.

https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SJKE197901000.htm

[18] [美国] 杨振宁, 译者: 杨振玉等. 基本粒子及其相互作用[M]. 长沙: 湖南教育出版社, 1999-08.

[19] [美]杨振宁著 杨建邺选编. 杨振宁文录：一位科学大师看人和这个世界[M]. 海南省海口市: 海南出版社, 2002-08.

[20] 刘全慧，2020-09-27，开学第一课，丘成桐给大学生指出一条成材捷径 [EB/OL]
http://blog.sciencenet.cn/blog-3377-1251601.html

[21] 科学智慧火花，2012-04-12，SI基本单位中安培定义的两种可能缺陷

https://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=4681

[22] Vladimir I Arnol'd ((Arnold). On teaching mathematics [J]. Russian Mathematical Surveys, 1998, 53(1): 229-234.  

doi:  10.1070/RM1998v053n01ABEH000005

https://iopscience.iop.org/article/10.1070/RM1998v053n01ABEH000005

Number 1, February 1998

相关链接：

[1] 2022-10-12，[答疑，备课，坍缩] 正弦量合情合理地变成相对静止的矢量，一点也不奇怪

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1359135.html

[2] 2022-09-28，历史上经典科学实验的现代再检验：“硬凑”的逻辑

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1357231.html

[3] 2022-08-02，[求助] 希尔伯特“物理对于物理学家来说实在是太难了!”的出处

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1349735.html

[4]  2022-03-03，[求助] 普朗克 Planck “取决于人类认识能力的局限性”的出处

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1327900.html

[5] 2022-03-16，[求助] 爱因斯坦 Einstein “我要以我微弱的力量……”的出处

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1329700.html

[6] 2020-11-16，[求证] 牛顿“没有大胆猜测，就没有重大发现”的出处（附录：爱因斯坦谈想象力）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1258598.html

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