1700965068
1700965069
总之，经典的预测是第三个探测器应该测量结果也是U。
1700965070
1700965071
另外，量子力学则明确地预言UUU的结果是被禁止的，而UUD是唯一可能的结果。这个预言可以直接从GHZ波函数得到，但是这里我不能更多地解释这些。重要的是，这是实验上已经证实的，暂且认可它吧！
1700965072
1700965073
UUD这个结果是无可争辩的和确定无疑的。比起其他的单次观测，它让人印象深刻，暗示着我们确实需要一场思想的革命。
1700965074
1700965075
分析
1700965076
1700965077
量子力学战胜了我们的常识，现在我们需要检测定域论和实在论受到的影响。根据EPR的论断，两者不可能都是主宰自然的定律。
1700965078
1700965079
首先，我们坚持实在论。如果物体携带某个特性，而且它的值在测量前就是存在的，观测只是显示它的存在，而非创造它，那么物体的这个特性就是实在的。想想第11节中爱丽丝和鲍勃密封的信中的红色和黑色的卡片，它们是真实的，即使在信封被打开之前，它们也存在。我们假设电子的自旋方向也是电子真实的属性。进一步假设，和量子力学的定律不同，电子的自旋可以同时有水平和垂直方向的值，并且总是服从GHZ法则（RRU、LLU、RLD和LRD）。
1700965080
1700965081
在这些假设下，在实验开始当电子都在一起时，它们的自旋都被预先指定。只有两种指定取值方式（和它们的镜像）遵循所要求的规则。在用符号表示时，每一对箭头指的是某一电子垂直的和水平的自旋值（我再次提醒读者，量子力学中由于不确定原理不可能同时测量垂直和水平方向的自旋值）。只有下面这些态是允许的：
1700965082
1700965083
↑→↑→↑→和它的镜像↑←↑←↑←
1700965084
1700965085
或者
1700965086
1700965087
↓→↓→↑←和它的镜像↓←↓←↑→
1700965088
1700965089
请自行检测上面的四种赋值方式满足GHZ规则。
1700965090
1700965091
而其他的赋值方式则不能遵循这个规则。例如，对于下面这个包含两个向上的测量的赋值方式，你能指出它在哪里违反GHZ规则吗？
1700965092
1700965093
↑→↑→↓→和它的镜像↑←↑←↓←
1700965094
1700965095
或者
1700965096
1700965097
↑→↑←↓←和它的镜像↑←↑→↓→
1700965098
1700965099
为了更详细地看到这些结果是怎么产生的，你可以从↑出发，然后根据GHZ规则建立起其他的态。紧接着你很快就会发现用上面预先赋值的自旋不可能获得观测到的结果UUD。唯一的解决方式就是祈求幽灵般的作用：前两次测量出UU以某种方式影响了最后一次测量，迫使它结果为D，这样就能得到量子力学的预言。如果你坚持要实在论，那么只能违背定域论。
1700965100
1700965101
另外，如果你放弃实在论（量子贝叶斯者就是这样做的），定域论就幸存下来了。这种情况下电子最初在某处相互作用产生纠缠的三电子态，量子波函数用来描述该态并且遵循GHZ规则。由于它并不是实在的，所以波函数声称描述的并不是事件真实的态。这和上面那些箭头试图要做的不一样。相反，波函数只是由量子位组成的一个巧妙的数学构造，并且在准备阶段和测量过程都能正确地预言出GHZ实验的结果。
1700965102
1700965103
GHZ实验能极好地说明佩列斯提出的准则：“没有完成的实验没有结果。”经典与量子物理的矛盾发生在实验的最后一个阶段，虽然没有测量水平方向的自旋，但是仍假设它有确定的值。佩列斯警告性的言辞禁止同时给一个电子两个自旋方向赋值，例如，像↑、→这样的符号。
1700965104
1700965105
另外一种分析GHZ实验的方式是用隐变量理论，它们像封闭的信封中红色和黑色的卡片一样包含着一些隐匿的信息。这类理论能对量子力学的很多预言做出解释，并且不牺牲定域论和实在论，这恰是爱因斯坦所期待的。如果你假设存在迄今未发现的某些能携带信息的属性，那么你就可以通过调节这些属性的值给出许多量子力学的结果。例如，在GHZ实验中，这类理论可以在准备阶段取得成功。将垂直和水平的自旋当作隐变量，它们虽然不能同时被测量，但是可以同时被赋值，并且遵循GHZ规则。在GHZ实验中如果其中两个探测器是水平的，另一个是垂直的，那么量子力学、定域论和实在论就能够幸运地和平相处。
1700965106
1700965107
GHZ实验的关键在于下面这个有独创性的发现：当三个探测器都沿着垂直方向，即使再聪明的想法（包括隐变量理论）也无法避免量子力学和常识之间的直接矛盾。诸如密封信封中的卡片这样的隐变量允许经典物理学家讲出一个连续的、可信的故事——关于每一个实验中测量时到底发生了什么。这种可能性相当于说我们明白真正发生了什么，即使我们不通过观察证明它，也等同于假设了实在论。然而量子力学迫使我们放弃这类的故事，警告我们试图捏造它们的可怕后果。
1700965108
1700965109
GHZ实验并没有证明量子贝叶斯理论的正确性，但是量子贝叶斯理论通过放弃爱因斯坦、波多尔斯基和罗森类型的实在论，提供了一个简单的、有说服力的方式以避免远距离幽灵般的作用。
1700965110
1700965111
[1]1964年约翰·贝尔提出将EPR的想法成为现实的可能性。实验室真正开始实施他的想法开始于20世纪80年代，一直持续到今天。
1700965112
1700965113
[2]Arthur Fine,“The Einstein-Podolsky-Rosen Argument in Quantum Theory”,The Stanford Encyclopedia of Philosophy,Winter 2014,http://plato.stanford.edu/archives/win2014/entries/qt-epr/.
1700965114
1700965115
1700965116
1700965117
[
上一页 ]
[ :1.700965068e+09 ]
[
下一页 ]