量子,力学的,不完备,性,会引发新的,物理学变革,吗?

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导读:量子力学的,不完薄锔小顂ense★

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图片作为现代物理学的两大支柱之一,量子力学,描述了,微观粒子是★如何☆rú hé★★发生☆occasionally occurred★相互作用的。在,人类,已知的四大,基本作用力中,除了引力,之外的三个都★已经☆yǐ jing★在量子力学,中得到统一。两个,物体靠得越近,它们,对彼此施加的作用力就越大。如果它们离得太远,作用力就会降到,零。这就是所谓,的,定域性原理,它,★几乎☆jī hū★在任何情况下,★都是☆doushi★★成立☆chéng lì★,的。,但在量子力学中,定域性,原理一直被,违背,。定域性★可能☆kě néng★只是★一种☆yī zhǒng★错觉,而看穿,这种表象★可能☆kě néng★正是物理学所需要的,。,假设有两个,物体彼此靠近,它们会根据电荷和,它们之间的距离★出现☆chū xiàn★相互吸引,或排斥的,作用。这★可以☆ kě yǐ★想象成一个物体产生了能够★影响☆yǐng xiǎng★另一个物体的场,或者两个物体交换粒子,使,它们之间产生,推力或拉力。图片当然,这种相互作用会有一个速★度☆ dù★限制,那,就是光速。根据狭义相对论,因为★负责☆fù zé★,力传播的粒子不会以,超,光速★运动☆yùn dòng★,速★度☆ dù★★只能☆zhǐ nénɡ★小于等于光速。另一方面,基于生活经验,★我们☆wǒ men★建立起了因果关系的概念,这是少有的符合★我们☆wǒ men★直觉的物理学★观点☆guān diǎn★之一。对于宇宙中的任一个观测者而言,都有一系列存,在于过去和未来的事件。在相对论,中,★这些☆zhè xie★,事件要么包含,在过去的光锥中,要么包含在未来,的光锥中。,★可以☆ kě yǐ★看到,★感☆gǎn★知到或以★其他☆qí tā★方式★影响☆yǐng xiǎng★观测者的事件被称为因果关联。从,过去,到未来,信号和物理,效应都能以,光速传播,但,不会超光速。至少,这是,★人们☆rén men★,的现实直觉,。,图片但在量子宇宙中,相对论因果关系的,概念并非,那样简单或,普遍,。,根据,不确定性原理,在对,粒子进行测量,之前,它们的状态是不确,定的。在观测粒子之前,它们处于★所有☆suǒ yǒu★可能,状态的叠加,这就是所谓的叠加态,。另外,也可以把,两个量子,粒子纠缠★在★一起☆yī qǐ★☆stay★,★这样☆zhè yàng★这两个,★发生☆occasionally occurred★,量子纠缠的粒子就有了相同的量子,性质。,当,测量,其中一个纠缠粒,子时,★不仅☆bù jǐn★确定了该粒子的状态,★而且☆ér qiě★还能同时★知道☆zhī dao★另一个,纠缠粒子的状态。上述的量子现象★已经☆yǐ jing★够反直觉了,而下述的量子,现象更是,打破,★人们☆rén men★的传统认知:假如在时,空的特定,★位置☆wèi zhi★制,造出一对纠缠粒子,然后,把它们之间的距离拉开任意远,同时保持量子纠缠,。如果测量,其中一个粒子的状态,瞬间就能,★知道☆zhī dao★相距遥远的另一个粒子,的,状态,这是★爱☆ài★因斯坦所★无法☆to be★,认同的“幽灵般的超,距作用”。图片,令人困惑的是,直到很久,以后,观测者才能检测,这个信息是否正确,因为,光信号,从另一个地方传播到另一个地方,需要时间。当信号到达时,对远处纠缠粒子状态的期望,会与测量结果100%一致。,在这种情况下,观测者,“,知道”关于非本地,或者说光锥之外发生的测量信息。★然而☆rán ér★,观测者并不★完全☆wán quán★不知道,★那里☆nà li★,发生了什么。尽管没有任何信息的传播,速度超过光速,但这种测量描述了,量子物理中,一个令人不安的事实,――它,本质上是一个非定域,理论。但需要,★注意☆zhù yì★的是,测量一个,纠缠粒子的状态并不能★告诉☆gào su★我们另一个,的,确切状态,★只能☆zhǐ nénɡ★知道相关概率,信息。★由于☆yóu yú★没有办法超光速发送信号,只能使用这种非,定,域性来预测纠缠粒子,特性的统计★平均☆píng jūn★值。图片从★爱☆ài★因斯坦到薛定,谔再到,德布罗,意,没有物理学家能提出更好的量子力学改进版。不过,现在还有,物理学家,正在,试图做到★这些☆zhè xie★。,其中之一是,圆周理论物理研究所,的,物理学家Lee Smolin,他早在2003年就写过一篇论文,★展示☆zhǎn shì★了量子引力的一般概念与量子物理的基本非定,域性之间的,有趣★联系☆lián xì★。虽然,物理学家还没有建立起一个★成功☆chéng gōng★的量子引力理论,但他们已经建立了★一些☆yī xiē★,有关量子引力,理论的★重要☆zhòng yào★性质。图片,当,试图使引力量子化时,通过用粒子,交换来代替,广义相对论中的时空弯曲概念来传递引力,这就会,违背定域性。但如果观测这些违背,定域性行,为的后果,就会发现可以够,通过新的,非,定域性的,不可观测的变量来解释量子力,学的,非定域性行为。,那么,在不完备的量子力学中能否诞生,新的理论,并引发新的,物理学变革?,爱因斯坦未完成的,大统一理论,能否实现?广义相对论和量子力学能否,最终,统★一起☆yī qǐ★来?,这些都有待,时间给出答案。

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