所谓“量子纠缠”等量子现象的正确理解

2018-03-08  恆先無有


 

中国科学院   力学研究所  吴中祥

 

                                 

由最新报道的两组“量子纠缠”实验结果具体的正确解释,进而,验证:量子力学所得出的结果,实际上,只是大量粒子时空相宇统计的几率结果,并非单个粒子的运动规律。

 

关键词:量子纠缠,量子力学,时空项宇统计

 

1.量子力学的特性

爱因斯坦说:“上帝是不会掷骰子的”,认为:量子力学不够完善,玻尔等人则认为量子随机性是宇宙的一个基本特性,是量子力学特性的著名争论。

 

量子力学实际表现出确有随机性的几率特性。

爱因斯坦以“上帝是不会掷骰子的”,因量子力学的几率特性而认为它不够完善,是不对的。

 

但是,量子力学中的几率特性,却又都被错误地解释,例如:

由粒子位置和动量矢量相应各分量模长的均方差不能同时为零,就被称为粒子的所谓“测不准关系”;

粒子能够有一定的几率穿过某种通常不可逾越势垒,就被称为粒子的所谓“量子隧道效应”;

粒子在通常应为真空的位置也有一定的几率出现,就被称为粒子的所谓“量子真空能量涨落”;

特别是,不同的多种粒子,甚至相隔很远,也会彼此关联、相互影响,就被称为粒子的的所谓“量子粒子纠缠”等等。

甚至,由此,产生诸如:“颠覆认知哲学”,“不确定的世界”,“粒子相互感应”等,否定“因果论”、“决定论”等一系列错误的哲学观点。

 

2.量子纠缠的最新报道

在过去几年里,有关量子粒子纠缠的新闻被大量报道。近年来人们已经能够制备六光子甚至八光子纠缠态,但保真度有限。

20151223日的《物理评论快报》发表了中国科学技术大学李传锋、黄运锋研究组成功制备出世界上最高保真度的六光子纠缠态,并首次验证了六光子的量子非局域性,研究成果,并被选为编辑推荐论文。

研究人员一方面提出了多体GHZ悖论的普适构造方法;另一方面在自主研发的纠缠源基础上,设计出“三明治”型纠缠源。这种新型的纠缠源具有更好的对称性,从而使纠缠光子对的各种指标超越此前所有多光子实验。研究组制备出的六光子GHZ态保真度高达88.4%,创造了世界最高水平,并在此基础上最终验证了六光子GHZ型非局域性。

 

最新一期的《自然》杂志发表了美国斯坦福大学的研究团队成功地让原子云处在相距半米多的两个状态进行了叠加,这将量子态叠加效应的最大尺度纪录从1厘米扩展到了54厘米。

研究团队认为,新研究成果可能意味着找到了量子世界与经典世界之间的分界点,因为相对那些量子水平的物体,新研究成果更适用于大尺度的宏观物体。

《自然》杂志也发表了针对该团队研究的社论,描述他们的实验过程,并总结相关结果。

据物理学家组织网29日报道,研究人员还考虑到纠缠对象大小的问题。想通过创建一个玻色-爱因斯坦凝聚态云(BEC),即:由所有最初在相同状态的1万个铷原子,用激光造成相距是54厘米组成。但这次实验仍然只是用单独的两个原子进行的。

 

3.量子力学是时空相宇的统计力学

   其实,因为,德布罗意波能反映无论是,静止质量不为0,速度的3维空间分量小于真空中光速,c,的粒子,或静止质量=0,速度的3维空间分量=c,的光子,的动能,而使人们认为:个别粒子都是具有所谓“波、粒2象性”的“量子”。

在此所谓“量子”的基础上,并考虑到相应的位能,而采用所谓“波函数”表达各种粒子的“运动态”。

由“波函数”特性,粒子的动量就可由波函数对位置的微商来表达。

就产生了所谓“算符”及其运算法则。

粒子的位置分布在波函数所在的体积内。

因而,通过波函数可以计算任意可观察量在空间给定体积内的平均值。

再类比、利用经典力学3维空间的正则运动方程,由算符建立薛定谔运动方程。由此方程,解得相应的波函数,确定相应粒子的运动态。而建立和发展了量子力学。

 

因而,量子力学,实际上,是以波函数幅值的平方作为在空间给定体积内找到粒子的概率,因而,应是对微观大量粒子统计处理宏观问题的一种统计方法。

 

然而,虽然早有将微观粒子的波函数解释为:“在已知时间和地点找到该粒子的几率”,提出了应是对大量微观粒子作统计描述,解释微观粒子的波函数,的正确观点。

但是,通常的统计力学只是从3维空间的位置1-线矢和动量1-线矢组成的“相宇”建立的,通常的量子统计力学也还是以通常量子力学解得的各量子态,在3维空间的统计,现有的统计都是3维空间“相宇”的统计,其最可机分布函数都是不显含时的,不具有波函数的特性,因而,仍然不能对量子力学及其“波函数”的特性,给出具体的说明。

 

而且,狄拉克将与相对论不相符的量子力学3维空间薛定谔方程,也只是采用4个时空参量组成的6个正交归一矩阵,将它形式地扩展到4维时空,把相应的波函数推广到4维时空,也没能具体说明所谓“波函数”的随机特性。

 

这就使所谓“波函数”的实际含义,始终没能弄清楚。

现有主流观点就仍然坚持认为“单个粒子既是粒子又是波”的所谓“波、粒2象性”。

 

这种观点,本身,就是自相矛盾,不能自圆其说的。

能量和质量集中于其内的粒子,怎能同时又是能量和质量在时空分布、传播的波呢?也不能批驳:所谓“颠覆认知哲学”,“不确定的世界”,“粒子相互感应”等,否定“因果论”、“决定论”等一系列错误的哲学观点。

 

“可变系时空多线矢物理学”[1][2],采用由时空多线矢组成的“相宇”进行统计,德布罗意波,实际上,就是时空统计的动能,所求得相应的最可几分布函数,就是相应的“显含时”的,时空几率分布,就相当于相应的波函数。

对于4维时空1线矢“相宇”的统计,所求得的,最可几分布函数就是通常量子力学的波函数。

因而,才具体地证明了:量子力学就是大量粒子时空“相宇”的统计力学。

作为时空相宇统计得到的,“显含时”的,“最可几分布函数”的所谓“波函数”,就只是大量粒子在时空的统计分布;只能表明,在相应条件下,在各相应时空位置出现相应粒子的几率。

量子力学所得出的结果,实际上,只是大量粒子统计几率的结果,并非单个粒子的运动规律。

实际上,所有的波,都是大量粒子的集体表现(例如:水波、各种振动波)或时空统计结果(例如:光波、电磁波、声波)。

波的干涉、绕射特性,实际上,都是大量粒子统计几率的表现。这也由微弱光子、电子等粒子束流,的干涉条纹和衍射图像,都是由几率出现个别的点,逐渐形成的实验事实,得到检验。


因而,也就容易理解:量子力学中,由大量粒子位置和动量矢量相应各分量模长的均方差不能同时为零的统计几率效应,就不能看作是单个粒子的所谓“测不准关系”;大量粒子能够有一定的几率穿过某种通常不可逾越势垒的统计几率效应,就不能认为是所谓“量子隧道效应”;大量粒子在通常会有在真空的位置的统计分布,就不能认为是所谓“量子真空能量涨落”;以及不同的多种大量粒子的最可几分布必然彼此关联、相互影响,而表现出的所谓“量子粒子缠结”等等现象,就不能当作个别粒子的“心灵感应”。

由此错误产生的诸如:“颠覆认知哲学”,“不确定的世界”,“粒子相互感应”等,否定“因果论”、“决定论”等一系列错误哲学观点,也就都不攻自破。

 

对于不同的多种大量粒子时空“相宇”的统计,它们的最可几分布必然彼此关联、相互影响,而表现出的所谓“量子粒子纠缠”

不同的多种大量粒子的不同组合态会有不同的“量子粒子纠缠态”,它们的稳定性各有不同,不同的多种大量粒子的某些组合态可以较稳定。

可以很好地解释,中国科学技术大学李传锋、黄运锋研究组的实验观测结果。

 

   不同的多种大量粒子的不同组合态会因各粒子间距离的不同,而也有不同的“量子粒子纠缠态”,它们的稳定性各有不同,随着不同的多种大量粒子间距离的加大会使相应的“量子粒子纠缠态”较难稳定。

就可以很好地解释,美国斯坦福大学的研究团队的实验观测结果。

 

也进而,验证了:量子力学所得出的结果,实际上,只是大量粒子统计几率的结果,并非单个粒子的运动规律。

 

4.参考文献:

[1]《时空可变系多线矢世界》吴中祥博士苑出版社200411

[2]http://www.sciencenet.cn/u/可变系时空多线矢主人/物理

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