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量子糾纏的理論發展

19年底到20世紀初,量子力學迅速發展完善,解決了很多經典理論無法解釋的現象。大量的實驗事實和實際應用也證明了量子力學是壹種成功的物理理論。但是,對於量子力學的基本原理,有不同的解釋。

許多物理學家在自己觀點的指導下,對量子力學的基本解釋提出了自己的看法,主要包括三種:傳統解釋、PTV系統解釋和統計解釋。這三種解釋之間既有區別又有聯系。

傳統解釋的出發點是量子假說,強調微觀領域的每個原子過程或元素都存在本質的不連續性。它的核心思想是玻爾的互補原理(並合原理),它也接受玻爾對態函數的概率解釋,把這種概率理解為同壹粒子在給定時刻出現在某處的概率密度。玻姆是PTV系統解釋的代表人物,試圖通過構建各種隱變量量子理論來尋找量子力學的決定論基礎,也就是為態函數的概率解釋構建決定論的基石,目的是在微觀物理領域恢復決定論和嚴格因果性,消除經典世界和量子世界的獨特劃分,回歸經典物理的預設概念,建立物理世界的統壹解釋。統計解釋認為態函數是統計系統的描述,量子理論是關於系統的統計理論。這個系統是由在同壹個地方(或相似的地方)準備的系統組成的,不需要壹組預定的動態變量,這是壹個最小的系統解釋。

上面提到的三種觀點既有聯系又有區別,正是因為各方堅持己見,才發生了愛因斯坦和玻爾那場著名的論戰。(愛因斯坦說:“上帝不擲骰子。”玻爾說:“親愛的愛因斯坦,不要告訴上帝該做什麽。”)量子糾纏是愛因斯坦提出的壹個悖論。提出了量子糾纏。

1927年9月,玻爾在科莫會議上第壹次公開演講互補原理。因為他用了很多哲學語言來解釋互補原理,所以大家都很震驚,很困惑。當時大多數人並不清楚測不準關系和互補原理的深刻內涵。幾周後,第五屆索爾維亞會議在布魯塞爾召開。世界上最著名的科學家,包括玻爾、愛因斯坦、玻恩、薛定諤和海森堡,都出席了這次活動。玻爾在會上重申了他在科莫會議上的觀點。由於愛因斯坦沒有參加科莫會議,這是他第壹次聽到玻爾親自闡述互補原理和他對量子力學的解釋。在1951中,玻姆重述了量子理論中的EPR思想,用兩個自旋分量代替了原來的坐標和動量,為進壹步的研究,特別是實驗檢驗奠定了基礎。

1952年,玻姆在《物理評論》上發表了兩篇文章,提出了量子力學的隱變量解釋。玻姆認為,在量子世界中,粒子仍然沿著精確的連續軌跡運動,但這種軌跡不僅由通常的力決定,還受到更微妙的量子勢的影響。量子勢是由波函數產生的,波函數通過提供整個環境的動態信息來引導粒子運動。正是它的存在,導致了微觀粒子不同於宏觀物體的奇特運動表現。玻姆理論最引人註目的地方是它對測量的處理。在這個理論中,量子系統的性質不僅屬於系統本身,而且它的演化依賴於系統和測量儀器。因此,不同的實驗裝置,隱變量測量結果的統計分布會有所不同。正是這種整體性特征,保證了玻姆的隱變量理論和量子力學具有完全相同的預言。但是,這也導致了壹個很不舒服的結果。根據玻姆理論的預言,它雖然為粒子找到了軌跡,但卻是永遠看不見的軌跡,理論中引入的隱變量——粒子確定的位置和速度,原則上是不可預測的。人們永遠無法知道粒子的實際軌跡,對它們的測量總會產生與量子力學壹致的結果。

另外,玻爾理論假設的另壹個物理實波函數也是壹個不可探測的隱變量,因為對單個粒子的物理測量壹般只產生壹個關於粒子性質的確定結果,根本測不到平場性質。

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