★爱☆love★因斯坦,的虫洞,或是揭开,量子纠缠,的不二法门?

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导读:★爱☆ài★因斯坦的虫洞,或是揭开量子纠缠的,不二法门?即,理解虫洞-纠缠等式★可能☆kě néng★,是统一,量子力学和广义相对论的,关键,阐明这种,统一,的细节将解释神秘的量子,纠缠,★而且☆ér qiě★时空,本身也可从量子,纠缠,出发得以发展出来,。量子纠缠是理解量子理论的★最大☆zuì dà★障碍之一,会在从同一源释,放出的两个粒子,之间,★发生☆occasionally occurred★,。,即便没有信息★可以☆ kě yǐ★瞬间从,一个,粒子,发★送到☆sònɡ dào★另一个,正如★爱☆ài★因斯坦所坚称,的那样,粒子,对的其中一个,却,似乎“★知道☆zhī dao★,”与其量子纠缠的另一粒子正在,★发生☆occasionally occurred★什么。

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1935年★爱☆love★因斯坦发表的,两篇著名,论文,关于虫洞和量子纠缠,之间似乎没有什么,★联系☆links★。可是统一广义相对论与,量子,力,学的桥梁,似乎在那个年代,就★已经☆have been★奠基。。。

★爱☆love★因斯坦的虫洞,或是揭开量子纠缠的不二法门?,的图片,1编译, 文博士,  校正 尹力

爱因斯坦在与哥本哈根学派,争辩,之中,屡败屡战。不过,最近在国际物理学界,流传的一个新,公式,★应该☆yīng gāi★会让他★感☆sense★到,非常,开心。

这个,的方程极其简洁:ER=EPR,看起来再简单,不过。,

不过你要以为,P必须等于1的话,那就大错,特★错了☆Designers★ -- 方程中的,符号并不代表数字,而是指向,人名。,你★或许☆stiII★★已经☆have been★,猜到,E就是爱因斯坦,而,R,和P则,是他两篇著名,论文的★合作☆cooperation★者,。 八十,多年前爱因斯坦这两篇看起来似毫不相干的论文,现在似乎,表明广义相对论,与量子力学,之间★可能☆would★,存在一个协调的,路径,。这一等式,其实就是在,叙述这么,一个简单的,★事情☆affair★,。

量子力学和广义相对论,★都是☆All are★,极其★成功☆走上人生巅峰★的,理论,预测了,★许多☆many★,颠覆传统,★观点☆belief★的,奇异现象,也在无数,的测试中被不断,地验证 -- ★自然☆natural★界总是,遵从这两个,理论,。可是,虽然,它们,都能很好,地,描述,★自然☆natural★界的性质,迄今为止,★所有☆all★在数学上统一这,两个理论的,尝试却都以失败告终。,尽管每个人都,★相信☆上帝会存在的★,最后它们总会以某种方式融合★在★一起☆with★☆开房去★,可是这一天,看起来显得,遥遥无期。

爱因斯坦的,虫洞,或是揭开量子纠缠的,不二法门?,的图片2

而ER=EPR则,表明,★或许☆stiII★能在,被称为虫洞的时空隧道中,寻找到★如何☆how★结合量子理论和广义相对论,的,关键点。隐,含在爱因斯坦的,广义相对论中的,★这些☆These★时空,隧道,就像,一个能在,物理上连接,两个,遥,远地点的子空间。而★这些☆These★时空隧道与亚,原子,粒子的纠缠之间,似乎也存在着某种神秘★联系☆links★,。

在过去的90年里,物理学家们被量子理论中两大难题深深迷惑。一是★如何☆how★解释量子理论在数学上,的怪异并使之合理,比如量子,纠缠。二是,如何将量子力学,架,连到引力,上。如果ER=EPR是,正确的,那么,这两个★问题☆foul-ups★将会拥有,统一的答案,。只有当你明了量子力学,与,引力间的联系,才,能理解量子力学在数学上的怪异,。而虫洞,则★可能☆would★为,你会建立起这种,联系,。,

爱因斯坦的虫洞,或是揭开量子纠缠,的不二法门?的,图片3

内森,罗森,

在,物理学上,虫洞作为爱因斯坦-罗森桥,而广为人知,这也是方程,中的“ER”,。1935年,内森罗森 (Nathan Rosen) 与爱因斯坦,★合作☆cooperation★论文,描述了虫洞。而,方程中的EPR则涉及爱因斯坦与罗森在1935年的,另一篇论文,其,作者还有,鲍,里斯,波多斯,基 (Boris Podolsky),。,这篇论文清晰描述了量子纠缠关于实在,论本质上的矛盾,两难。几十年来,没人认真,考虑这两篇论文之间或许,存在某种联系。直到2013年,物理学家胡,安马多西,那 (Juan Maldacena) 和伦纳德,萨斯坎德 (Leonard Susskind) 提出,从某种★意义☆meanings★上,来讲,虫,洞和量子,纠缠描述,的,是同一件事物。

在最近的一篇论,文中,萨斯,坎德,阐述,了这种,观念的引申含义。即,理解,虫,洞,-纠缠等式可能是统一量子力学和广义相对论,的,关键,阐明,这种统一的,细节,将解释神秘的量子纠缠,★而且☆but★时空本身也,可从量子纠缠出发得以发展出来。最后,关于如何,诠释量子力学的持续,争论也将在这一,过程中,得以,★解决☆settle★。

“,ER=EPR,★告诉☆tell★★我们☆we★,这个由非常复杂的纠缠子系统网络构成的宇宙本身也是,一个由虫,洞构成的非常复杂,的,网络,。”萨斯,坎德写到,“对我来言,如果ER,=EPR,是正确的,那它,必将★影响☆effect★量子力学的基础及其诠释,。”,

爱因斯坦的虫洞,或是揭开量子,纠缠的不二法门?,的,图片4

量子纠缠是理解,量子理论的,★最大☆largest★障碍之一,会,在从同一源释,放出的,两个粒子之间★发生☆occasionally occurred★。,★这样☆then★一个粒子,对,量子理论的描述★可以☆can★,★告诉☆tell★你测量粒子对中一个粒子,的性质 (,比如自旋) 时得到特定结果, (比如反旋) 的概率。★但是☆But★,一旦粒子对中的,其中一个性质被测量,你,立即能够★知道☆knew★,如果测量,另一个粒子会是什么样的结果,不论,它们相隔多远。在这一,怪异现象面前,爱因斯坦一直固执,地坚持认为一个地方的测量,没,有可能会★影响☆effect★另一个远程的实验,也就是他“幽灵般的超距,作用”的著名论断。,但★许多☆many★现实,实验,却都,无视,爱因斯坦的坚持,验证,了量子纠缠的,存在。即便,没有,信息★可以☆can★瞬间从一个,粒子发★送到☆sent★,另一个,正如,爱因斯坦,所坚称的那样,粒子,对的其中一个却似乎“★知道☆knew★”,与其量子纠缠的另一粒子,正在★发生☆occasionally occurred★什么。

一般来说,物理学家,谈到的量子纠缠是两个,粒子之间的。★然而☆however★,这仅仅是量子纠缠最简单的例子。萨斯坎德,指出产生粒子的,物质即,量子场,自身也会纠缠。 “在一个,量子场论的真空中,在空间不相交的,★区域☆regional★的量子场,之间是纠缠,的。”他写到。它与物理学家所熟知的“虚”粒子,持续进出已,存在的真空这一奇异现象,具有一定联系。这些粒子以成对方式从 “无”产生,其,同一,起源确保了,它们是量子纠缠的。在它们短暂,的一生中,它们,有时会与真实粒子相碰撞,随后真实粒子也就量子纠缠起来。

为说明,这一现象,让★我们☆we★假设,爱丽丝和,鲍勃,这,两个量子实验员,收集在真空中,量子纠缠的真实粒子。他们,各自获取一组粒子,然后,相互道别,各自远走高飞。随后他们紧密挤压★自己☆his★,所拥有的粒子,以至于它们,各自★★形成☆formed★☆caused★,一个黑洞。,因为,这些,粒子从一,★开始☆appeared★就是相互量子纠缠,的,爱丽丝,和鲍勃就★这样☆then★新创,造出两个相互纠缠的,黑洞。如果ER=EPR是正确,的,虫洞,将,连接这,两个黑洞,★因此☆therefore★虫,洞的,几何,也,就可以用以,描绘这种量子纠缠,。如萨斯,坎德所述,“这是一个,惊人的阐述,尽管,它的作用,尚,未被,认可。”

爱因斯坦的虫,洞,或是,揭开,量子纠缠的不二法门?的,图片,5

 

萨斯坎德认为更★重要☆important★的是,有,这样一个可能性,两个相互,纠缠的独立亚原子粒子,是被量子级的虫洞相,连接,的,。因为虫洞,是,时空上的几何扭曲,这种扭曲可被,爱因斯坦引力方程,所描绘。用,量子纠缠,去标识虫洞,将会在,引力,与,量子力学间,构建起一个桥梁。

★所有☆all★的这些物理事件都表明,量子纠缠对理解现实本,质的★重要☆important★性。而ER=EPR,则凸显,如何,诠释量子力学的,这一持续争论。解释,量子,力学的标准学说,哥本哈根,诠释,★强调☆emphasised★观察者的角色,认为,当观察者做出测量时,多种量子,可能性“,塌缩,”成一个明确结果,。但,与其相竞争,的,艾弗雷特学说,也被称为“多重★世界☆world★”,学说,则认,为所有的多重,可能性都会发生,任何观察者仅仅是,经历了多重可能性事件,的,一个,与其,一致,的分叉,。

在艾弗雷特的图像中,可能性云,即,波函数,从未,发生坍塌。相互作用,即测量,仅仅造成相互作用的,实体间量子纠缠,。这样,现实★成为☆Become★一个“量子纠缠,的复杂网络”。原理上,所有相互,量子,纠缠的事件,之间,能够相互反转,所以没有什么实际发生,过塌缩,至少,可以说这种塌缩不是不可逆转,的。,★然而☆however★,不可逆转,塌,缩的标准,观,点在实际应用中,工,作得很好。逆转在现实★世界☆world★中的复杂多重相互作用也显得没有可能性,。换言之,萨斯坎德说,ER=EPR提,出了这两种★观点☆belief★在,量子级,的现实中是“,互补”,的。

萨斯坎德在技术细节上继续探索,多,粒子,纠缠如何运作,以及,把,纠缠,与虫洞等价起来有何深意,。例如,虫洞,仍旧,不能以超光速传递信号穿过空间,如同,爱丽丝,和鲍勃,不能通过虫洞传递信息给对方。,如果他们,实在想,聊天,可以,跳进各自的黑洞,在虫洞,的中间相遇。,这个相遇能给,ER=EPR理论提供强有力,的,证据,不过这样的论文能否发表只有,天知道了,。

爱因斯坦的虫洞,或是揭开量子纠缠的不二法门?的图片6伦纳德萨斯坎德

与此同时,关于,ER,=EPR和,涉及,引力与量子纠缠的,许多★其它☆other★的,研究论文,也正在,不断涌现,。,在最近的一篇,文章中,加州理工学院的曹,春军 (音译),卡罗尔和米丘莱克斯试图★展示☆showed★,时空是如何从在真空量子纠缠,的巨大网络中“建立”起来的。他们写道,“在本文中,我们利用量子纠缠从,一个本质上,的量子,描述,逐步推导到,空间自身的存在和性质”,。,他们,展现了,在“量子态,”上的改变, --对现实的纯量子学描述 -- 如何,能,联系上时空几何上的变化,。“,从这★意义☆meanings★上,来讲,引力是以★一种☆one★自然的方式从量子力学中★出现☆There★的,。”

曹春军等★承认☆admitted★他们的推导路径,依旧是不完整,的,包含有,需要随后证实的假设,。,在最近的一篇,博客中,卡,罗尔写道,“这里我们所,完成的,是非常初步的,推测,性的。,我们没有一个完整理论,甚至我们涉及的大量推测并没有足够严密的计算,。”

然而,在,许多物理学家间存在,一个清晰的★★感☆sense★觉☆很爽★,一个,可能统一,量子力学和,引力,学的路径显然已被,打开,。卡罗尔指出,如果这是,一条,正确,道路,那么从量子力学,推,导出引力将一点也不难,这将是“自动的”。,萨斯坎德则★相信☆上帝会存在的★,通过虫洞通向量子,引力的,路径将会,★证明☆certificate★这两个理论,的统一比,★科学☆Science★家,们所,猜测的更为,深刻。他说,ER=EPR暗示了,“,量子力学,和,引力,的联系,远比我们,想象的要紧密,得多”。

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