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量子簡史(26)決戰量子之巔,愛因斯坦光盒和EPR論文

更新時間:2023-10-15 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

第五次索爾維大會結束之后,愛因斯坦并沒有舍棄對世界的精典描述,他一直覺得量子熱學對世界本質的解釋并不完備。gXu物理好資源網(原物理ok網)

例如說,奧斯陸的機率解釋,愛因斯坦覺得這只能算得上是對一個系統的機率描述,并不符合單個量子客體,由于愛因斯坦覺得單個量子客體具有確定的化學量,只是我們如今還未能掌握而已,所以只能退而求其次,給出機率解釋。gXu物理好資源網(原物理ok網)

同樣的,他也對測不準原理很不滿意,他決定此次從測不準原理入手,證明量子熱學的邏輯不一致,因而證明量子熱學現今還算不上是一個完備的理論。gXu物理好資源網(原物理ok網)

1930年的10月,愛因斯斯坦在第六次索爾維大會上,提出了一個思想實驗,這就是我們熟知的“愛因斯坦光盒”。gXu物理好資源網(原物理ok網)

愛因斯坦說,現今有一個不透明的袋子,在袋子上開有一個小孔,上面裝著一些光子,還有一個掛鐘,這個掛鐘作為計時裝置鏈接這一個快門,可以控制小孔的開合。gXu物理好資源網(原物理ok網)

整個裝置用彈簧掛在支架上,下邊有一個配重G,如今我們把袋子里的掛鐘和外邊的掛鐘對好鐘,也就是兩個掛鐘的時間是同步的。gXu物理好資源網(原物理ok網)

如今袋子上小孔處的快門頓時打開,之后閉合,在這個過程中只容許一個光子逃逸,快門打開到閉合,這個極短的時間Δt可以按照外邊的掛鐘測下來,由于上面的掛鐘和外邊的掛鐘是同步的。gXu物理好資源網(原物理ok網)

所以我們如今就檢測出了時間,這個化學量,因為光子飛出去之后,整個袋子的質量會降低,質量變化的量Δm可以按照袋子上的表針檢測下來;gXu物理好資源網(原物理ok網)

之后按照,質能多項式我們就能否曉得能量的變化量ΔE,這樣我們就同時確切地檢測出了時間和能量這兩個化學量。gXu物理好資源網(原物理ok網)

這么你赫爾辛基說的測不準關系就不創立。玻爾聽了這個思想實驗之后,頓時就懵了,覺得此次像是被愛因斯坦擊中了要害。gXu物理好資源網(原物理ok網)

他一時間想不出這個思想實驗哪里有問題,玻爾整天都是面如死灰,悶悶不樂,海森堡和泡利還開導玻爾說,沒事沒事,愛因斯坦的光盒肯定那里有問題。gXu物理好資源網(原物理ok網)

在當日大會結束之后,她們返回住處的的時侯,就有了這張相片。gXu物理好資源網(原物理ok網)

愛因斯坦笑了,笑得像一個剛考了滿分的女兒。而玻爾的表情就變得比較陰郁,他在前面追著愛因斯坦,不曉得說著哪些。gXu物理好資源網(原物理ok網)

當日下午,玻爾在臥室里仍然繞圈,他思索問題的時侯常常這樣,據海森堡的追憶,當日下午玻爾睡得很晚,第二天早上,當她們再度看到玻爾的時侯,玻爾的身上早已樂開了花。gXu物理好資源網(原物理ok網)

由于他想到了愛因斯坦錯在了那里?并且愛因斯坦要是曉得了他所犯的錯誤,恐怕會被氣得說不出話來。gXu物理好資源網(原物理ok網)

玻爾說,光子逃逸之后確實能檢測出能量的變化,然而當光子逃逸之后,整個袋子會在重力場中的位置發生變化,因為廣義相對論的紅移效應,這就造成了袋子內的掛鐘的時間發生改變,當袋子內的掛鐘不再和外邊的掛鐘同步的時侯,我們就沒法精確的檢測時間了。gXu物理好資源網(原物理ok網)

你瞧瞧,愛因斯坦為了功擊量子熱學,居然把自己的相對論給忘了。愛因斯坦只能接受玻爾的抨擊。gXu物理好資源網(原物理ok網)

在與玻爾兩次的對決當中,愛因斯坦都敗下陣來,雖然他也承認量子熱學肯定是包含了某種最高的真理,并且在他的內心深處總是認為量子熱學還不完備。gXu物理好資源網(原物理ok網)

所以從之后,愛因斯坦也不再說量子熱學的邏輯不一致,他將功擊方向轉向了證明量子熱學還不是一個建立的理論,也就是存在隱變量。gXu物理好資源網(原物理ok網)

隱變量就是隱藏著的變量,還沒有被我們發覺的現實性的數學量,愛因斯坦覺得,正是由于量子熱學沒有考慮到這個變量,所以才有了概率解釋,才有了測不準關系。gXu物理好資源網(原物理ok網)

例如說,先前我們沒有發覺原子的時侯,我們就沒法對二氧化碳表現下來的氣溫和壓力作出描述,這么原子就是一個隱變量,當我們確認了有原子存在的時侯,只要算出她們的平均動能,那二氧化碳的氣溫和壓力就得到了解釋。gXu物理好資源網(原物理ok網)

在第六屆索爾維大會結束之后,愛因斯坦就和玻爾極少有接觸了,1934年由于日本社會的問題,愛因斯坦來到了加拿大,他選擇在耶魯渡過他的后半生。gXu物理好資源網(原物理ok網)

量子物理史話_量子物理史話讀后感4000字_量子物理史話pdfgXu物理好資源網(原物理ok網)

在耶魯學院量子物理史話,愛因斯坦只有兩件事,他關于統一場論的夢想,如同麥克斯韋當初統一電磁和光學一樣,他希望將電磁理論和引力統一上去。gXu物理好資源網(原物理ok網)

這個方向和邏輯沒有問題,現今的數學學的終極任務就是找尋可以描述萬物的統一理論,只須要一個多項式就可以解釋四種基本自然力。gXu物理好資源網(原物理ok網)

愛因斯坦是第一個嘗試和上帝對話的人,盡管他失敗了,但他的理想值得我們每一個人的尊重,但是愛因斯坦還認為,只要有了統一場論,才能證明量子熱學是不是完備。gXu物理好資源網(原物理ok網)

由于量子熱學應當是統一場論的副產品。這個邏輯也沒有問題,雖然統一場論是萬物至理。gXu物理好資源網(原物理ok網)

不過就在愛因斯坦還抓著量子熱學的尾巴不放的時侯,量子熱學早已在各個方面詮釋出了他的魔力,年青的化學學家不再討論量子熱學是否完備,也不在意量子熱學對世界的解釋是否違背直覺。gXu物理好資源網(原物理ok網)

她們借助量子力學解決了好多的問題,也作出了好多新的發覺,例如在1930年,劍橋的查德威克就發覺了中子,費米和他的團隊發覺了中子可以誘發重核裂變,開創了核化學。gXu物理好資源網(原物理ok網)

1932年,盧瑟福的實驗室制造出了第一臺粒子加速器,開啟了高能化學的時代。與此同時,人們還發覺了中微子的征兆,等等。gXu物理好資源網(原物理ok網)

所以在當時的年青人眼中,愛因斯坦就是一個難以接受量子熱學的“老笨蛋”,說愛因斯坦是過去的歷史遺跡,愛因斯坦也承認在耶魯就有一些年青人這樣說他。gXu物理好資源網(原物理ok網)

為此,就極少有研究生去找愛因斯坦,雖然愛因斯坦的研究方向也很難出啥成果。不過,雖然愛因斯坦是可以媲美牛頓的人,總會有一些小迷弟,例如羅森,25歲量子物理史話,1934年從麻省理工過來給愛因斯坦當助手,他倆還合作發表過一篇論文,也就是我們如今熟知的愛因斯坦-羅森橋,說的是可以穿越時間和空間的蟲洞。gXu物理好資源網(原物理ok網)

還有一位小迷弟叫波多爾斯基,39歲,美國人,1935年初,愛因斯坦告訴他倆,自己早已有了可以證明量子熱學不完備的看法了,但是口述了自己的觀點。gXu物理好資源網(原物理ok網)

羅森負責估算,波多爾斯基負責寫文章,3月末她們就完成了這篇只有4頁紙的論文,史稱愛因斯坦-波多爾斯基-羅森論文,也就是眾所周知的EPR論文。gXu物理好資源網(原物理ok網)

論文題目為:可以覺得量子熱學所描述的數學現實是完備的嗎?其實論文中給出了否定的答案。gXu物理好資源網(原物理ok網)

因為時間的關系,我們下節課在聊,EPR論文都說了啥。gXu物理好資源網(原物理ok網)

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