量子纠缠是光速的一万倍,是不是违反相对论了?

发布网友 发布时间：2023-08-07 19:37

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热心网友 时间：2023-09-16 08:01

很多朋友在举例超光速案例时，切伦科夫辐射是必须举例的对象，但它是介质中的超光速现象，并没有在真空中超过光速！当然很多朋友又会举例量子纠缠在任何状态下都能超光速，而且就是实时的，远不止光速的一万倍！果真是这样吗？

量子纠缠到底是什么东西？它真超光速了吗？

量子纠缠最早应该追溯到爱因斯坦和波尔之间的一场''战争''，1905年爱因斯坦以一篇光电现象的论文确立了和普朗克一样的量子力学的宗师地位，但比较耐人寻味的是无论是爱因斯坦还是普朗克，他们都走向了极端保守的一面，而爱因斯坦则走得更远一些，毕生都想让量子力学回归经典的因果律，因为量子力学的发展，推导出了匪夷所思的违反因果律的结论，为此他提出了一个又一个思想实验，试图将已经疯狂的量子世界重新回归经典！

从光箱实验到EPR实验

1930年第六届索尔维会议召开，爱因斯坦提出了一个光箱实验，试图精准打击海森堡的公式△E×△t>h/2π不成立，这是量子力学的根基海森堡不确定性原理的数学描述，爱因斯坦试图通过直击要害完成量子力学回归，但很可惜他忘记确认一点，在光箱实验中他居然忘记考虑了相对论的红移效应，结果被波尔击溃，简直就一败涂地！

1935年3月爱因斯坦和他的同盟军波多尔斯基（Boris Podolsky）和罗森（Nathan Rosen）一起，发表了一篇《量子力学对物理实在的描述可能是完备的吗？》，提出了一个一直到现在仍然在持续发酵的实验：

一个不稳定的大粒子衰变成两颗小粒子A和B，这两颗粒子会有两种可能的自旋方式，假设它是左旋，那么另一颗粒子必定是右旋，但量子力学认为，在我们没有观察它之间，它们的状态就是不确定的，只能用一个波函数来描述它们！

但当我们观察粒子A时，它的波函数会瞬间塌缩，随机选择了一种左旋或者右旋，那么为了总体守恒，另一颗粒子必定是另一种自选方式，那么当两颗粒子在相隔数万光年时，两者是如何做到相互通信的呢？

所以爱因斯坦认为，信号不可能超过光速传递，因此粒子A和粒子B在分开之前的状态就已经确定了，后来观测到的只是这种确定状态的信息而已！

这就是三位大神的名字首字母命名的经典实验EPR佯谬！对于波尔这些量子力学的支持者来说，根本不成问题，因为他们的解释是两颗粒子在观测以前，无论它们相距多远，都是处在叠加态，也就是跟两者距离无关，但显然这个解释并不能令爱因斯坦服气！

而当时技术条件有限，爱因斯坦就带着这样对温暖的经典世界无比怀恋和对量子力学的愤愤不平中在1955年4月18日去世。

量子纠缠超光速了吗？

EPR所设想的那种纠缠难以实现，因而难以用实验来检验。尽管量子力学界从来都不会认为波尔的观点是错的，但贝尔不等式的提出有了以实验检验真理的方式，大家肯定是愿意围观凑个热闹了！

1969年，Clauser等人改进了玻姆的EPR模型后，在伯克利、哈佛和德州进行了一系列初步实验，出乎贝尔的意料的是，除了一个实验以外，其它实验都指向了量子论预言的结果！

【贝尔不等式实验验证示意图】

法国奥赛理论与应用光学研究所的阿莱恩·阿斯派克特带领的团队在1982年代做了一个著名的实验，这就是被称为二十世纪影响最大实验之一的阿斯派克特实验，结果是爱因斯坦输了，同年12月阿斯派克特团队的论文发表在了《物理评论快报》上。

所以量子纠缠根本就无需用光速来衡量，就像哥本哈根诠释认为的那样，在被观测以前，两颗纠缠态的粒子即使在相距再远的距离上，比如宇宙的两端，它仍然被看成是一个叠加态，而这个叠加态并不是以距离远近来形容！所以当观测任何一颗粒子时，观测的是这个叠加态，而不是单颗粒子。

宇宙中真的没有超光速的传递吗？

其实还真有，德布罗意提出的德布罗意波就可以远超光速，而宇宙的膨胀也能超过光速，但无一例外的是两者有一个共同点，就是无法传递信息，这也是狭义相对论中所要表达的光速不可超越的真正含义！

光速就是我们这个宇宙的天花板，但即使达到光速我们也无法跨越宇宙。

热心网友 时间：2023-09-16 08:01

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