|
也来纠缠一下电子纠缠（2） 能够传输“量子态”，却不能传输信息，这如何理解呢？举个简单例子。两个人打乒乓球，你只有两种状态：得分或者不得分。（这和电子相似，只有两个量子态：自旋向上或者向下。）你只要观察一个人是否得分，不用看另一个人（不用测量），就能知道他这球是否得分。又假如你有一对祖传的龙凤剑，也只有两个量子态：龙剑或者凤剑（又可叫做雌雄剑），母亲要你弟弟把其中一把从江南带到塞北你的戍边哨所。你打开一看，上面刻了一条金龙。你不用任何测量就立即知道妈妈留在身边的宝剑上刻的是凤凰，从你看到你的宝剑之时刻到你知道妈妈留下的宝剑是凤凰剑之间的时差，理论上可以等于零。如果用从杭州到雁门关的距离除以时间间隔，把结果定义为隐形传态的速度，它可以是无穷大。但是，这传递了任何信息吗？没有。真正的信息传递是通过经典传输手段，也就是你弟弟来传输的。他的速度取决于他是步行还是骑马。弟弟必须告诉你，另一把宝剑是存放在家里还是被妹妹作为嫁妆带到了岭南，也就是说，你必须知道游戏规则（理论）。在量子隐形传输实验中，规则（理论）是事先就知道的。这个例子所说的道理最早是由爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（Einstein, Podolsky and Rosen）三人提出的一个假想实验来说明的，叫EPR佯谬。 如果你有兄弟七八个，祖传有十八般兵器（多个量子态），那么当你看到弟弟带来的龙泉宝剑时，是不可能知道远戍辽阳的大哥收到的到底是杀手锏还是钩镰枪的，除非弟弟告诉你。另一方面，辽阳的大哥到底收到什么兵器，你无法改变，无法控制，因此无法传递信息。你要想传递信息，对方的某种物理量（比如对方耳膜的振动，无线电收发报机中的电信号）必须能够受你控制。而这些都是所谓的“量子隐形传态”做不到的。 不过，芸芸众生和国防部负责分配科研经费的首长们是不知道这个底细的。他们被 “量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。在量子纠缠的帮助下，带传输量子携带的量子信息可以被瞬间传递并被复制，因此就相当于科幻小说中描写的超时空传输” 的科幻宣传误导，以为他们的“量子纠缠”可以实现超光速信息传输，甚至还可以量子加密。如此神奇高超的技术，当然应该大力支持。国防科研要舍得花钱，哪里在乎几个亿？让他们搞去，以免外国人争了先机。所以“量子计算机”和“量子隐形传输”的科研经费源源不断。 朋友们可能会说，如果“量子隐形传输”并不能真正传输信息，却又要拼命宣传“量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。”“相当于科幻小说中描写的超时空传输”，那早晚是要被揭穿的呀？问题是，“早晚”是多长时间？社会心理对科研过程通常能够等待几十年。可是，几十年后，人们不就可以看出“量子隐形传输”到底能不能瞬间传递信息了? 如果你做不到，岂不是就真相大白了？社会心理的奥妙就在于此：几十年后，人们仍然会以新时间为起点，继续等待几十年，而不会质问说：“你们几十年前就说能够实现超光速通讯，为什么现在还没有实现？”自上世纪末开始到现在，“量子纠缠”也热门了几十年了。时至今日，无论是量子计算机还是量子隐形传输，都还停留在研究室和新闻媒体，和实际应用毫无关系。但是人们不会计较这些，社会公众仍然会以今天为起点，再等几十年，好像以前几十年什么都没有发生过。几十年后的公众，会以那时为起点，再等几十年。永远不会有考绩的时候。这里的关键之一，是要通过媒体向社会描绘诱人的未来和希望。如果某种研究某一天能够实现科幻小说中的? “超时空传输”，可以保证信息传输的隐秘，甚至可以实现量子遁术（人体传输），可以实现高速量子计算破译密码， 那公众和国防部就会一直支持下去。关键之二就是发明大量的一般人听不懂的行话术语（jargon），比如量子纠缠，量子计算，量子信息，量子密码，量子解码，量子点，量子比特，量子相变，EPR佯谬，贝尔不等式，等等等等。这些行话术语有两个作用：既可以给人以“这门学问很深”的印象，又给人以“这一研究应用非常广泛”的印象。对于如此深奥而具有广泛应用前景的研究，谁忍心批评指责，中断研究经费呢？再等它几十年，又有什么不可以呢？这情形和长生不老药的研究极其相似。凡是给某一真人研究经费研制长生不老药的皇帝陛下，都希望在自己有生之年能够练出长生不老药，也就是说，二三十年应该出成果。可是，即使二三十年也出不了成果，他还是会一直等下去，等到死也不会停止这项研究，因为长生不老的希望太美好，太神圣。皇帝死了，别的皇帝会继续长生不老药的研究，这种过程可以重复几百遍，可以持续几千年。直到20世纪的现代美国，虽然没有皇帝，还是有人满怀希望。我儿子高中毕业时，有位医生朋友劝他学医，这当然没有什么不对。不过他的理由很奇怪，说是两年之内就会有长生不老药上市，并劝我买这家医药公司的股票。而今20年过去了，虽然长生不老药还没上市，但是人们并没有放弃炼制长生不老药的希望。 不管人们如何宣传公关，始终改变不了这样的事实：从事量子纠缠研究的人们，一方面年复一年地宣称实现了多么伟大的“突破”，比如实现了八个粒子的纠缠态，另一方面又说这方面的研究还是在理论探索阶段；一方面扬言量子隐形传态可以实现超光速密码传输，甚至可以进行远距离人体传输（遁术），可以不用宇宙飞船就把人送到其他的星球和其他银河系，另一方面又说量子隐形传态不可能用来传输信息和质量能量。这样既保鲜了美好的希望，取得了社会对现在的研究项目的资金支持，又对将来可能的失败有言在先，到时候可以推卸责任。 对量子纠缠的实际市场行情有了比较清楚的认识以后，我们就可以来务务虚，谈谈理论与哲学问题了。玻尔曾说：“谁要是第一次听到量子理论时没有感到困惑，那他一定没听懂。” 其实，如果你第二次听到量子理论时没有感到困惑，你也还是没有听懂。为什么呢？因为人们津津乐道的所谓“波函数”根本就不是行波的函数。光的波函数是经典电动力学中麦克斯韦场方程的解，非常简单的正弦波，而不是量子力学中任何方程的解。光波（行波，驻波）都是经典物理的概念。光波的传播，反射，折射，绕射，干涉，极化等都是经典物理光学的内容，和量子力学毫无关系。光的干涉现象和量子纠缠概念完全是不同的概念。量子力学中的量子态，是电子或其他粒子的状态，是薛定谔方程的解（且不管相对论量子力学）。可是薛定谔方程根本就不是波动方程，它的解根本就不是波函数，而是几率分布函数（正统教义如此说）。有的朋友说，行进中的电子也是波。我要他把电子的波函数写出来，他就是写不出来。至于描述电子的波动方程，就更不要谈了。教科书上总是举电子的干涉图案为例证明电子也是波。可就是教科书也写不出电子束的波函数。一写出来就会露马脚。如果不管有没有波动方程，只是偷用水波或者电磁波的行波函数，那振幅的物理意义是什么呢？写不出电子的波动方程和行波的波函数，怎么可能实现“电子的远程纠缠”？尤其奇怪的是，电子的波函数怎么可以通过光波来纠缠？ 不仅爱因斯坦不能接受“几率波”的不定论哲学，就是量子力学的发明者薛定谔也不理解。他提出了薛定谔方程以后，在求解方程时得出了量子化条件，算出了氢原子光谱的能级，结果和里得伯公式相符。但是这个方程的解到底是什么东西，薛定谔自己也不知道。好像只是一个空间的函数。反正得到了里得伯公式，解释了氢原子光谱，这就够了。 |
|
|
