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第26章 量子理论与定域性:EPR、贝尔定理和阿斯派克特实验

2020年7月3日  来源:世界观:现代人必须要懂的科学哲学和科学史 作者:(美)理查德·德威特 提供人:heidong86......

在前一章中,我们研究了某些量子事实,对量子理论数学进行了概括了解,并探讨了对量子理论的某些诠释。近些年里,某些新量子事实得以发现,这些事实据称影响了对量子理论的诠释。在这一章中,我们的主要目标是:①理解这些关于量子理论的新近实验,通常认为这些实验会对我们看待现实的观点产生影响;②分析前面所说的这些影响。具体来说,我们将详细探讨“这些新近实验表明任何关于现实的‘定域’观点肯定都是错误的”说法。与在前一章中的做法相同,让我们从一些介绍性材料开始讨论。

|背景信息|

我们在前一章中强调过,理解量子事实、量子理论本身和量子理论诠释之间的区别非常重要。在这一章中,我们所感兴趣的主要是新近的实验,通常都认为它们对诠释量子理论产生了重要影响。这些实验被归类为量子事实。换句话说,我们要讨论的这些实验以及实验结果只是一些新的量子事实。另一方面,这些实验的影响也是诠释量子理论时涉及的现实问题的一部分。重申一下,量子事实对诠释问题很重要,因为我们能怎样回答这些问题,都受制于这些事实。具体来说,不管现实是什么样子,它最好可以带来已知事实。

正如前面提到过的,某些新近的量子事实把任何关于现实的“定域”观点都排除在外了。也就是说,新近的量子事实很可能只有通过非定域性现实才能产生。接下来,到某个时候,我们必须认真思考“定域性”和关于现实的“定域”观点到底是什么意思,不过,首先我将试图用尽可能易于理解的方式来描述一下这些新的量子事实。

要理解这些新的事实,最简单的方法是研究我所说的“EPR/贝尔/阿斯派克特三部曲”。这个三部曲包括EPR思想实验,这是爱因斯坦、波多尔斯基和罗森在发表于1935年的一篇论文中共同提出的;通常所说的贝尔定理或贝尔不等式,由约翰·贝尔于1964年进行了验证;以及阿莱恩·阿斯派克特实验室自20世纪70年代中期到20世纪80年代早期所进行的一系列实验,其中最重要的一系列实验进行于20世纪80年代早期。

接下来,我所展示的将是稍作简化的EPR思想实验、贝尔定理和阿斯派克特实验。举个例子,我所展示的三者似乎都与光子的简单极化属性有关,而事实上情况要更加复杂。同时,我所展示的贝尔定理似乎是为了一个实验而进行的一系列设计,但实际上它是数学验证而不是实验设计。我们同样简化了与光子极化相关的命题和对相关实验的描述。经过简化,这些内容将明显变得更易于理解,但EPR、贝尔定理和阿斯派克特实验的核心思想绝没有被曲解。让我们从EPR思想实验开始。

量子理论 / 贝尔定理 / 阿斯派克特实验

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