第三十六章 愛因斯坦的上帝已經死了(1 / 3)

另外,按照貝爾原來的設想,我們應該不讓光子對“事先知道”觀測方向是哪些,也就是說,為了確保它們能夠對對它們而言不可預測的事件進行某種似乎不可思議的超距的合作(按照量子力學的預測),我們應該在它們飛行的路上才作出隨機的觀測方向的安排。在阿斯派克特實驗裏,我們看到他們以10ns的速度來轉換閘門,然而他們所能夠使兩光子分離的距離12米還是顯得太短,不太保險。1998年,奧地利因斯布魯克(Innsbruck)大學的科學家們讓光子飛出相距400米,這樣他們就有了1.3微秒的時間來完成偏振器的隨機安排。這次時間上綽綽有餘,其結果是如此地不容置疑:愛因斯坦這次輸得更慘——30個標準方差!

1990年,Greenberger,Horne和Zeilinger等人向人們展示了,就算不用到貝爾不等式,我們也有更好的方法來昭顯量子力學和一個“經典理論”(定域的隱變量理論)之間的尖銳衝突,這就是著名的GHZ測試(以三人名字的首字母命名),它牽涉到三個或更多光子的糾纏。2000年,潘建偉、Bouwmeester、Daniell等人在Nature雜誌上報道,他們的實驗結果再次否決了定域實在,也就是愛因斯坦信念的可能性——8個標準方差!

2001年,Rowe等人描述了更加精密的Be+離子捕獲實驗。2003年,Pittman和Franson報道了產生於兩個獨立源的光子對於貝爾不等式的違反。而長穀川(Hagawa)等人更是在單中子的幹涉測量中發現了突破類貝爾關係的結果。

在世界各地的實驗室裏,粒子們都頑強地保持著一種微妙而神奇的聯係。仿佛存心要炫耀它們的能力般地,它們一再地嘲笑經典世界給它們定下的所謂不可突破的束縛,一次又一次把那個被宣稱是不可侵犯的教條踩在腳下。這一現象變得如此地不容置疑,在量子信息領域已經變成了測試兩個量子比特是否仍然處在糾纏狀態的一種常規手段(有一個好處是可以知道你的信息有否被人中途竊聽!)。

盡管我們也許會在將來做出更多更精密的實驗,但總體來看,在EPR中貝爾不等式的突破是一個無可辯駁的事實。或許我們以往的實驗都做錯了,在未來,新的實驗會把我們目前的結論全部推翻,讓世界恢複到經典的麵目中去,但從目前來看,這種可能性是微乎其微的。

不知道愛因斯坦如果活到今天,他會對此發表什麼樣的看法?也許他會說一些靈活的話。我們似乎聽到在遙遠的天國,他和玻爾仍在重複那段經典的對白:

愛因斯坦:玻爾,親愛的上帝不擲骰子!

另外,按照貝爾原來的設想,我們應該不讓光子對“事先知道”觀測方向是哪些,也就是說,為了確保它們能夠對對它們而言不可預測的事件進行某種似乎不可思議的超距的合作(按照量子力學的預測),我們應該在它們飛行的路上才作出隨機的觀測方向的安排。在阿斯派克特實驗裏,我們看到他們以10ns的速度來轉換閘門,然而他們所能夠使兩光子分離的距離12米還是顯得太短,不太保險。1998年,奧地利因斯布魯克(Innsbruck)大學的科學家們讓光子飛出相距400米,這樣他們就有了1.3微秒的時間來完成偏振器的隨機安排。這次時間上綽綽有餘,其結果是如此地不容置疑:愛因斯坦這次輸得更慘——30個標準方差!

1990年,Greenberger,Horne和Zeilinger等人向人們展示了,就算不用到貝爾不等式,我們也有更好的方法來昭顯量子力學和一個“經典理論”(定域的隱變量理論)之間的尖銳衝突,這就是著名的GHZ測試(以三人名字的首字母命名),它牽涉到三個或更多光子的糾纏。2000年,潘建偉、Bouwmeester、Daniell等人在Nature雜誌上報道,他們的實驗結果再次否決了定域實在,也就是愛因斯坦信念的可能性——8個標準方差!

2001年,Rowe等人描述了更加精密的Be+離子捕獲實驗。2003年,Pittman和Franson報道了產生於兩個獨立源的光子對於貝爾不等式的違反。而長穀川(Hagawa)等人更是在單中子的幹涉測量中發現了突破類貝爾關係的結果。

在世界各地的實驗室裏,粒子們都頑強地保持著一種微妙而神奇的聯係。仿佛存心要炫耀它們的能力般地,它們一再地嘲笑經典世界給它們定下的所謂不可突破的束縛,一次又一次把那個被宣稱是不可侵犯的教條踩在腳下。這一現象變得如此地不容置疑,在量子信息領域已經變成了測試兩個量子比特是否仍然處在糾纏狀態的一種常規手段(有一個好處是可以知道你的信息有否被人中途竊聽!)。

盡管我們也許會在將來做出更多更精密的實驗,但總體來看,在EPR中貝爾不等式的突破是一個無可辯駁的事實。或許我們以往的實驗都做錯了,在未來,新的實驗會把我們目前的結論全部推翻,讓世界恢複到經典的麵目中去,但從目前來看,這種可能性是微乎其微的。

不知道愛因斯坦如果活到今天,他會對此發表什麼樣的看法?也許他會說一些靈活的話。我們似乎聽到在遙遠的天國,他和玻爾仍在重複那段經典的對白:

愛因斯坦:玻爾,親愛的上帝不擲骰子!

玻爾:愛因斯坦,別去指揮上帝應該怎麼做!

現在,就讓我們狂妄一回,以一種尼采式的姿態來宣布:

愛因斯坦的上帝已經死了。

阿斯派克特在1982年的實驗(準確地說,一係列實驗)是20世紀物理史上影響最為深遠的實驗之一,它的意義甚至可以和1886年的邁克爾遜-莫雷實驗相提並論。但是,相比邁克爾遜的那個讓所有的人都瞠目結舌的實驗來說,阿斯派克特所得到的結果卻在“意料之中”。大多數人們一早便預計到,量子論的勝利是不在話下的。量子論自1925年創立以來,到那時為止已經經曆了近60年的風風雨雨,它在每一個領域都顯示出了如此強大的力量,沒有任何實驗結果能夠對它提出哪怕一點點的質疑。最偉大的物理學家(如愛因斯坦和薛定諤)向它猛烈開火,試圖把它從根本上顛覆掉,可是它的燦爛光輝卻反而顯得更加耀眼和悅目。從實用的角度來說,量子論是有史以來最成功的理論,它不但遠超相對論和麥克斯韋電磁理論,甚至超越了牛頓的經典力學!量子論是從風雨飄搖的亂世成長起來的,久經革命考驗的戰士,它的氣質在風刀霜劍的嚴相逼拷之下被磨礪得更加堅韌而不可戰勝。的確,沒有多少人會想象,這樣一個理論會被一個不起眼的實驗輕易地打倒在地,從此翻不了身。阿斯派克特實驗的成功,隻不過是量子論所經受的又一個考驗(雖然是最嚴格的考驗),給它那身已經品嚐過無數勝利的戎裝上又添上一枚榮耀的勳章罷了。現在我們知道,它即使在如此苛刻的條件下,也仍然是成功的。是的,不出所料!這一消息並沒有給人們的情感上帶來巨大的衝擊,引起一種轟動效應。