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反思量子理論

 

和相對論不同,有關量子理論的新發現,

尤其是貝爾定理和阿斯佩實驗的含意,

似乎足以讓牛頓世界觀的想像大幅改變

 

在牛頓世界觀中,宇宙被視為一個機器式的連續事件。

在所有機器概念核心,是一種部位之間推與拉的相互作用。

齒輪推動一個齒輪,滑輪拉動另一個滑輪,

但總是透過某種皮帶之類的連結來作用

對宇宙來說也是如此。

我們曾經確信我們活在一個類似這種推拉互動的宇宙中,

物體和事件同樣以這種機器式的方法影響其他物體和事件,

其互動是局部姓的互動,影響只限於彼此有某種連結的物體或事件

 

但在阿斯佩*實驗揭露的新量子事實下,

這個牛頓宇宙關的核心特色再也無法維持。

我們也許還不瞭解這如何可能,

但我們確實活在允許事件之間有著即時的、且非局部影響的一個宇宙,

即便事件分隔著遙遠的距離,且其中顯然沒有任何種類聯絡或連結

沒有人知道宇宙怎麼會這樣,只知道宇宙就是這樣。

 

*阿蘭·阿斯佩(1947年生於阿讓)是一位法國物理學家、卡尚高等師範學校校友。
1980年代早期,當他作博士論文時,他做了驗證貝爾不等式的實驗,揭示了阿爾伯特·愛因斯坦、鮑里斯·波多爾斯基和內森·羅森進行的EPR思想實驗的錯誤。
阿斯佩的實驗為CHSH不等式被違反的假說提供了支持:
一個位置發生的量子事件可以影響到另一位置的事件,而無法找到兩個位置存在交流的明顯機制,這被愛因斯坦稱為幽靈般的超距作用
阿斯佩的實驗為這種現象提供了證據。
在貝爾不等式實驗之後,阿斯佩還研究了中性原子的雷射冷卻玻色–愛因斯坦凝聚。2010年,阿斯佩與約翰·克勞澤安東·蔡林格同獲沃爾夫物理學獎

[Note]貝爾定理是一種不可行定理,又知名為貝爾不等式。這定理在物理學和科學哲學裏異常重要,因為這定理意味著量子物理必需違背定域性原理反事實確定性

(摘自維基百科)

 

為了採取一個比較方便的說法,我將阿斯佩實驗中所確定、遠距事件間即時的影響稱作「似貝爾影響」。

值得注意的是,迄今確立的似貝爾影響(如那些在阿斯佩和類似實驗中確立的影響),

都涉及我們可能認為是微觀層次的實體,而不是我們平日較會注意的普通物體。

 

也就是說,儘管瞬間影響已在光子、電子等這類實體上確立,

但迄今還沒有實驗能在桌子、樹、岩石這類普通尺寸的物體上展現出似貝爾影響。

 

那麼,有沒有可能即時、非機械式的影響只局限在微觀實體上呢?

如果是這樣的話,即便我們得放棄微觀實體如此的行為觀念,

我們能否維持巨觀物體以牛頓機械式的觀點呢?

 

 

這個問題要下確切的結論還言之過早,然而我個人的感覺是,答案會是否定的。

自從阿斯佩實驗以來,物理學家已經成功地在更大的實體,和更長的距離間,確立了似貝爾影響。

舉例來說,這樣的影響已在兩個分開的、大約有高爾夫球大小的原子集合上確立了。

而在其他實驗中,這樣的影響也已在相隔數哩,而非僅僅一間實驗室的距離間確立起來。

似貝爾影響已用愈來愈多次、愈來愈實體、愈來愈長的距離,來確立這個事實,

這就是我們無法把非機械的似貝爾影響,侷限在世界一小部分的一個理由。

 

另一個理由來自觀看過去的歷史。

歷史讓我們學到的一課是,

我們不應該低估科學家找到新鮮方法,開拓新發現的巧思。

過去,基礎的新發現導致了改變--包括理論的、技術的,還有概念上的改變--在首次發現時根本無法想到。

 

發現我們住在一個實際上允許似貝爾影響的宇宙,儘管就只是這樣一個基本而重要的發現,

也足以大大震撼我。

 

這是一種很有可能如雪球般愈滾愈大的新發現。

現在這個雪球還挺小的,但我懷疑它會愈來愈大,以致於引領改變--同樣也是理論的、技術的以及概念上的改變--

即使此我們連輪廓都無法看清楚。

 

如果這一點是我對了,那麼我們變活在一個許多地方都像17世紀早期的時代。

當時伽利略與望遠鏡有關的新發現,最終導致我們對住在何種宇宙的全心思考方式。

 

今日,似貝爾影響至少迫使我們放棄宇宙是個完全機械性宇宙的牛頓觀點。

而我更懷疑這只是冰山的一角,這個發現,就像17世紀的發現一樣,

將帶來一個關於我們住在何種宇宙的不同觀點。

 

~節錄自《世界觀:現代年輕人必懂的科學哲學和科學史

世界觀:現代年輕人必懂的科學哲學和科學史+世界是這樣運作的  

 

 

 

 

 

 

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