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1 # 明學37
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量子糾纏的超距和相互作用的超距是兩回事兒。後者是場的傳遞速度是否要受到因果律的制約,而前者則是對波函式的詮釋到底合不合理。所謂因果律指的是,事件的結果要在事件的起因之後發生。因果律對物理的制約主要體現在,對於可以測量的物理量都必須要滿足這一點。按照相對論理論,如果實在客體的傳遞速度大於光速,那麼時間會出現倒流的現象。這意味著事件的起因是在結果之後的。這件事情高度不符合我們的經驗。我們都是由出生到死亡,由年輕到年老,沒有人是反過來的。所以,對於可以觀測的物理量必須要服從因果律。這就是為什麼萬有引力必須要有相對論性的版本,否則引力的傳遞就會導致因果律被破壞。
量子糾纏則涉及到對波函式的詮釋問題。如果把波函數理解為非實在的物理量,那麼即便量子糾纏真的是超距的,也無關緊要。可是波函式畢竟是薛定諤方程的解,所有物理量的測量結果它都能反映,這就導致我們應該把波函數理解為實在的,進而引起超距問題。因為我們人為地引入了波函式的機率詮釋,波函式會因為測量而塌縮(退相干的說法),這就造成了兩個糾纏的粒子,如果對其中一個進行測量知道其所具有的資訊,就可以在同時間知道另一個粒子的資訊,不管它們相距多遠。這就是資訊的超距。問題在於這種超距到底是不是像相互作用超距那樣能引起因果律的破壞呢?這關係到我們對波函式到底要怎樣看的問題。是把波函式僅僅理解為一種計算工具,還是理解為客觀的實在。如果按照前者,我們會發現前者逃避了波函式實質這一問題,不僅如此,計算工具計算的對不對需要我們透過測量才能驗證,那麼就必須要有人的介入,這豈不是認為只有人這種動物存在的世界,才是物理的世界?那請問,人還沒有進化出來的時候,世界的又如何的?工具主義明顯是要把量子力學的普適性丟棄,使量子力學喪失了成為合格物理理論的資格。後者也有問題。如果波函式是實在的,那麼量子糾纏的超距必然導致量子力學是非定域的。
萬有引力的超距只是在牛頓引力裡才存在,但是牛頓引力是非量子化的,不能把量子的結果不加任何change就搬到經典物理去,這是極其unreasonable。而廣義相對論則已經將引力改造為了非超距的,所以問主第一個的問題不存在。
第二個問題才是一個好問題。是否要引入新的以太才能解釋量子糾纏的超距呢?對此,我只能說,尚不清楚。這種問題只能透過做假設去論證其是否合理。就目前來看,量子力學給以太理論是否留下空間還不能完全確定。一方面,量子糾纏不能說是以太在起作用。否則的話,我們應該能從量子糾纏的波函數里讀出以太的行為。這和當年的邁克爾孫莫雷實驗一樣,如果以太存在,那麼我們應該能夠測量地球相對於以太的速度。如果量子糾纏是和以太有關,我們應該可以用理論去分析以太的性質,但是量子糾纏給我們的資訊不足以讓我們去認識以太。另一方面,量子力學也沒有否定以太在起作用。我們可以假定量子糾纏是因為以太的緣故,就好比現在的Maldcena對偶認為量子糾纏是蟲洞一樣,難道我們不能認為以太是高維時空裡的東西嗎?就不能假定量子糾纏是高維時空向低維時空投影的結果?這一點我不好下結論,畢竟這麼腦洞大開的結論不是那麼好肯定或者否定的。
所以,人的膽多大,腦洞就多大。放手去做吧,皮卡丘!
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所謂超距作用就是說力的傳遞不需要媒介。比如人們常說的隔空打牛,這就是超距作用。古人在思考引力的問題時,有一個疑惑非常不解,如果空間空無一物,引力又是如何傳遞的呢?類似的問題也發生在電磁場領域,為此歐洲的大陸學派為一方,主張電磁場為超距作用,、英國的法拉弟為主為一派主張近距作用,爭論的結果以法拉弟們勝利而告終。這也是為什麼當時盛行以太說的原因。當然這也有哲學家迪卡爾的功勞,那為什麼以太學說衰落了呢?這就是愛因斯坦狹義相對論的成功。當然科學的發展從來就是不斷迴圈往復的過程。是時候該正本清源了。