中國科學院 力學研究所 吳中祥
提 要 由最新報道的兩組“量子糾纏”實驗結果具體的正確解釋,進而,驗證:量子力學所得出的結果,實際上,只是大量粒子時空相宇統計的幾率結果,并非單個粒子的運動規律。
關鍵詞:量子糾纏,量子力學,時空項宇統計
1.量子力學的特性 愛因斯坦說:“上帝是不會擲骰子的”,認為:量子力學不夠完善,玻爾等人則認為量子隨機性是宇宙的一個基本特性,是量子力學特性的著名爭論。
量子力學實際表現出確有隨機性的幾率特性。 愛因斯坦以“上帝是不會擲骰子的”,因量子力學的幾率特性而認為它不夠完善,是不對的。
但是,量子力學中的幾率特性,卻又都被錯誤地解釋,例如: 由粒子位置和動量矢量相應各分量模長的均方差不能同時為零,就被稱為粒子的所謂“測不準關系”; 粒子能夠有一定的幾率穿過某種通常不可逾越勢壘,就被稱為粒子的所謂“量子隧道效應”; 粒子在通常應為真空的位置也有一定的幾率出現,就被稱為粒子的所謂“量子真空能量漲落”; 特別是,不同的多種粒子,甚至相隔很遠,也會彼此關聯、相互影響,就被稱為粒子的的所謂“量子粒子糾纏”等等。 甚至,由此,產生諸如:“顛覆認知哲學”,“不確定的世界”,“粒子相互感應”等,否定“因果論”、“決定論”等一系列錯誤的哲學觀點。
2.量子糾纏的最新報道 在過去幾年里,有關量子粒子糾纏的新聞被大量報道。近年來人們已經能夠制備六光子甚至八光子糾纏態,但保真度有限。 2015年12月23日的《物理評論快報》發表了中國科學技術大學李傳鋒、黃運鋒研究組成功制備出世界上最高保真度的六光子糾纏態,并首次驗證了六光子的量子非局域性,研究成果,并被選為編輯推薦論文。 研究人員一方面提出了多體GHZ悖論的普適構造方法;另一方面在自主研發的糾纏源基礎上,設計出“三明治”型糾纏源。這種新型的糾纏源具有更好的對稱性,從而使糾纏光子對的各種指標超越此前所有多光子實驗。研究組制備出的六光子GHZ態保真度高達88.4%,創造了世界最高水平,并在此基礎上最終驗證了六光子GHZ型非局域性。
最新一期的《自然》雜志發表了美國斯坦福大學的研究團隊成功地讓原子云處在相距半米多的兩個狀態進行了疊加,這將量子態疊加效應的最大尺度紀錄從1厘米擴展到了54厘米。 研究團隊認為,新研究成果可能意味著找到了量子世界與經典世界之間的分界點,因為相對那些量子水平的物體,新研究成果更適用于大尺度的宏觀物體。 《自然》雜志也發表了針對該團隊研究的社論,描述他們的實驗過程,并總結相關結果。 據物理學家組織網29日報道,研究人員還考慮到糾纏對象大小的問題。想通過創建一個玻色-愛因斯坦凝聚態云(BEC),即:由所有最初在相同狀態的1萬個銣原子,用激光造成相距是54厘米組成。但這次實驗仍然只是用單獨的兩個原子進行的。
3.量子力學是時空相宇的統計力學 其實,因為,德布羅意波能反映無論是,靜止質量不為0,速度的3維空間分量小于真空中光速,c,的粒子,或靜止質量=0,速度的3維空間分量=c,的光子,的動能,而使人們認為:個別粒子都是具有所謂“波、粒2象性”的“量子”。 在此所謂“量子”的基礎上,并考慮到相應的位能,而采用所謂“波函數”表達各種粒子的“運動態”。 由“波函數”特性,粒子的動量就可由波函數對位置的微商來表達。 就產生了所謂“算符”及其運算法則。 粒子的位置分布在波函數所在的體積內。 因而,通過波函數可以計算任意可觀察量在空間給定體積內的平均值。 再類比、利用經典力學3維空間的正則運動方程,由算符建立薛定諤運動方程。由此方程,解得相應的波函數,確定相應粒子的運動態。而建立和發展了量子力學。
因而,量子力學,實際上,是以波函數幅值的平方作為在空間給定體積內找到粒子的概率,因而,應是對微觀大量粒子統計處理宏觀問題的一種統計方法。
然而,雖然早有將微觀粒子的波函數解釋為:“在已知時間和地點找到該粒子的幾率”,提出了應是對大量微觀粒子作統計描述,解釋微觀粒子的波函數,的正確觀點。 但是,通常的統計力學只是從3維空間的位置1-線矢和動量1-線矢組成的“相宇”建立的,通常的量子統計力學也還是以通常量子力學解得的各量子態,在3維空間的統計,現有的統計都是3維空間“相宇”的統計,其最可機分布函數都是不顯含時的,不具有波函數的特性,因而,仍然不能對量子力學及其“波函數”的特性,給出具體的說明。
而且,狄拉克將與相對論不相符的量子力學3維空間薛定諤方程,也只是采用4個時空參量組成的6個正交歸一矩陣,將它形式地擴展到4維時空,把相應的波函數推廣到4維時空,也沒能具體說明所謂“波函數”的隨機特性。
這就使所謂“波函數”的實際含義,始終沒能弄清楚。 現有主流觀點就仍然堅持認為“單個粒子既是粒子又是波”的所謂“波、粒2象性”。
這種觀點,本身,就是自相矛盾,不能自圓其說的。 能量和質量集中于其內的粒子,怎能同時又是能量和質量在時空分布、傳播的波呢?也不能批駁:所謂“顛覆認知哲學”,“不確定的世界”,“粒子相互感應”等,否定“因果論”、“決定論”等一系列錯誤的哲學觀點。
“可變系時空多線矢物理學”[1]、[2],采用由時空多線矢組成的“相宇”進行統計,德布羅意波,實際上,就是時空統計的動能,所求得相應的最可幾分布函數,就是相應的“顯含時”的,時空幾率分布,就相當于相應的波函數。 對于4維時空1線矢“相宇”的統計,所求得的,最可幾分布函數就是通常量子力學的波函數。 因而,才具體地證明了:量子力學就是大量粒子時空“相宇”的統計力學。 作為時空相宇統計得到的,“顯含時”的,“最可幾分布函數”的所謂“波函數”,就只是大量粒子在時空的統計分布;只能表明,在相應條件下,在各相應時空位置出現相應粒子的幾率。 量子力學所得出的結果,實際上,只是大量粒子統計幾率的結果,并非單個粒子的運動規律。 實際上,所有的波,都是大量粒子的集體表現(例如:水波、各種振動波)或時空統計結果(例如:光波、電磁波、聲波)。 波的干涉、繞射特性,實際上,都是大量粒子統計幾率的表現。這也由微弱光子、電子等粒子束流,的干涉條紋和衍射圖像,都是由幾率出現個別的點,逐漸形成的實驗事實,得到檢驗。 因而,也就容易理解:量子力學中,由大量粒子位置和動量矢量相應各分量模長的均方差不能同時為零的統計幾率效應,就不能看作是單個粒子的所謂“測不準關系”;大量粒子能夠有一定的幾率穿過某種通常不可逾越勢壘的統計幾率效應,就不能認為是所謂“量子隧道效應”;大量粒子在通常會有在真空的位置的統計分布,就不能認為是所謂“量子真空能量漲落”;以及不同的多種大量粒子的最可幾分布必然彼此關聯、相互影響,而表現出的所謂“量子粒子纏結”等等現象,就不能當作個別粒子的“心靈感應”。 由此錯誤產生的諸如:“顛覆認知哲學”,“不確定的世界”,“粒子相互感應”等,否定“因果論”、“決定論”等一系列錯誤哲學觀點,也就都不攻自破。
對于不同的多種大量粒子時空“相宇”的統計,它們的最可幾分布必然彼此關聯、相互影響,而表現出的所謂“量子粒子糾纏” 不同的多種大量粒子的不同組合態會有不同的“量子粒子糾纏態”,它們的穩定性各有不同,不同的多種大量粒子的某些組合態可以較穩定。 可以很好地解釋,中國科學技術大學李傳鋒、黃運鋒研究組的實驗觀測結果。
不同的多種大量粒子的不同組合態會因各粒子間距離的不同,而也有不同的“量子粒子糾纏態”,它們的穩定性各有不同,隨著不同的多種大量粒子間距離的加大會使相應的“量子粒子糾纏態”較難穩定。 就可以很好地解釋,美國斯坦福大學的研究團隊的實驗觀測結果。
也進而,驗證了:量子力學所得出的結果,實際上,只是大量粒子統計幾率的結果,并非單個粒子的運動規律。
4.參考文獻: [1]《時空可變系多線矢世界》吳中祥博士苑出版社2004年11月 [2]http://www.sciencenet.cn/u/可變系時空多線矢主人/物理 |
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