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现在,最起码实验证明了,量子纠缠的速度高于光速,不仅高于光速,简直就是瞬间发生作用。
一九八二年,法国物理学家Alain Aspect和他的小组成功地完成了一项实验,证实了微观粒子之间存在着一种叫作“量子纠缠”(quantum entanglement)的关系。在量子力学中,有共同来源的两个微观粒子之间存在着某种纠缠关系:不管它们被分开多远,对一个粒子扰动,另一个粒子(不管相距多远)立即就知道了。
量子纠缠已经被世界上许多试验室证实,许多科学家认为量子纠缠的实验证实是近几十年来科学最重要的发现之一,虽然人们对其确切的含义目前还不太清楚,但是对哲学界、科学界和宗教界已经产生了深远的影响,对主流世界观产生了重大的冲击。
一、宇宙是个不可分割的整体
量子纠缠的实验证实表明,西方科学的主流世界观是有严重缺陷的。从笛卡儿、伽利略、牛顿以来,西方科学的主导世界观是,宇宙是一个巨大的机器,没有意识,没有目的,宇宙的组成部份相互独立,它们之间的相互作用受到时空的限制(即是局域化的),可以通过研究个体来认识整体,整体是个体之和。现代科学是实证科学。实证科学就是在这种世界观的前提下发展的,把物体分割成越来越小的个体,认为通过研究这些个体就可以认识整体。典型的例子是机械制造,一个机器的整体就是所有零件之和。
量子纠缠证实了爱因斯坦不喜欢的“超距作用”(spooky action in a distance)是存在的。量子纠缠超越了我们人生活的四维时空,不受四维时空的约束,是非局域的(nonlocal),宇宙在冥冥之中存在深层次的内在联系。
量子非局域性表明物体具有整体性。简单地说,量子非局域性是指,属于一个系统中的两个物体(在物理模型中称为“粒子”),如果你把它们分开了,有一个粒子甲在这里,另一个粒子乙在非常非常遥远(比如说相距几千、几万光年)的地方。如果你对任何一个粒子扰动(假设粒子甲),那么瞬间粒子乙就能知道,就有相应的反应。这种反应是瞬时的,超越了我们的四维时空,不需要等到很久信号传递到那边。这边一动,那边不管有多遥远,立即就知道了,即一个地方发生的事情立即影响到很远的地方。这说明,看起来互不相干的、相距遥远的粒子甲和乙在冥冥之中存在着联系。
非局域性表明物体之间存在现代科学还认识不到的内在联系,所显示的整体性大于组成整体的个体之和,这和实证科学的假设相抵触。所以有个说法,现代科学是见点不见面,只见树木不见森林。而中国传统哲学、科学、医学都具有整体性的观点。
量子纠缠表明了宇宙是个不可分割的整体,物体在冥冥之中存在着联系。
二、在量子物理里,“测量”本身变成了要研究问题的一部分,测量的行为会使得你想测量的东西发生变化。
你对纠缠态中某一个系统A进行某个物理量的测量(投影测量), 并且读出测量结果,会造成整个波函数在各个系统上同时发生变化(这个表述不是很严格),而不是只有A的波函数会塌缩。两个光子即使相隔很远,因为处于纠缠态,测量之前,可以用一个波函数描述这两个光子的状态,这种状态就是说不清道不明的纠缠态。当你对一个光子A进行投影测量并且读出测量结果之后,由于波函数整体塌缩,光子B也会塌缩到某个本征态。这个瞬间,我们可以说这个系统“解纠缠”了,因为此时这个系统的波函数已经可以写成A和B各自新的态矢的张量积了。概括来说:测量前,一个纠缠态波函数描述两个光子—>测量—>波函数塌缩,新的波函数是非纠缠态,同样可以描述两个光子。
如果解纠缠之后,A和B之间没有相互作用了,那么整体态矢会一直保持非纠缠态。相反,如果在测量之后它们仍然有相互作用,那么仅仅在测量完成的瞬间系统解纠缠,之后就又慢慢演化,纠缠起来了。
可以看到,测量前后一个是纠缠态,一个是非纠缠态,也就是说测量后的状态是跟测量前的状态完全不同的,所以可以说是测量制造了状态。
三 意识是物质的一个基本特性
西方科学在研究意识中遇到的困难是,无法用我们人类熟悉的时间、空间、质量、能量等来测量意识,但是我们每一个头脑清醒的人都知道自己的意识是存在的。如何来研究无法用常规方法测量而又存在的意识呢?
人们在总结各个学科的经验教训,尤其是在研究生命现象所遇到的困难时,越来越多的科学家和研究人员认识到,长期被忽视的意识,必须要被考虑进来。
量子纠缠的突出意义,在于主观意识会与客观对象互相有影响,这是人类经验所不能解释的。
我个人认为,量子纠缠和万有引力有着不可分割的关系,万有引力也是神秘的物质之间的相互作用。
我的说法,不够专业,是一个大概的意思。不过,专业如爱因斯坦,生前也不同意量子纠缠的理论。
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数学是科学吗?