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EPR悖论的贝尔不等式

归档日期:11-08       文本归类:反突击      文章编辑:爱尚语录

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  为了解决这一“疑难”,不少理论物理学家企图建立量子力学的隐参量理论,他们认为迄今为止,决定微观粒子的决定性行为的隐变量尚未找到,波函数的统计解释实乃现今的一种权宜之计。1964年,在爱因斯坦去世9年以后,英国物理学家J·贝尔从隐参量存在和定域性成立出发得到一个可供实验检验的不等式,把一个长期争论不休的理论问题,变成一个可供实验判决的问题,从而对“EPR疑难”、对量子力学的理论基础作出了重大贡献。

  J·贝尔提出论文表明,对于EPR思想实验,量子力学的预测显著不同于局域性隐变量理论。概略而言,假若测量两个粒子分别沿着不同轴的自旋,则量子力学得到的统计关联性结果比局域性隐变量理论得到的结果要强很多,贝尔不等式定性地给出这差别,做实验应该可以观测出这差别。如同EPR作者,贝尔在论文里的导引采用了同样的两个假设:

  从这两个假设,贝尔推导出重要的结果——贝尔不等式,贝尔并且提出贝尔定理:“没有任何局域隐变量理论能够复制所有量子力学预测”。这意味着在这两个假设之中至少有一个假设不正确。

  EPR论文相当局限地只论述物理实在要素,J·贝尔1964年论文仔细论述到更多种不同的隐变量。最关键的一点是做实验能够检验重要的贝尔不等式,这促使了检验局域实在论的可能性。贝尔论文只涉及了决定性隐变量理论。后来,论文被推广为随机理论。 物理学家发现,论文所论述的并不只是隐变量,它还论述到一些并未真正执行测量的变量可能会拥有的测量结果。这种变量的存在称为“实在论假设”,又称为反事实确定性假设。

  在贝尔论文发表之后,物理学家想出很多种实验来检试贝尔不等式,这些实验一般都依赖测量光子偏振的机制。1981年,A·阿斯佩克等人(1981年)利用纠缠光子对在更一般情况下,发现实验并不支持贝尔不等式而支持量子力学的正统解释。所有至今完成的实验结果,都违背贝尔不等式,符合量子力学预测。 虽然这些结果并没有证实量子力学是完备的,贝尔定理似乎终结了局域实在论,必须违背局域论,或者违背实在论,或者同时违背两者。这么简单与精致的理论导致出极为重要的量子力学结果,H·斯泰魄因此称誉其为“意义最深远的科学发现”。

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