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光子,类星体和自由意志的可能性

2018-11-29 14:25 作者:极速时时彩 来源:极速时时彩 次阅读
艺术家对遥远的类星体ULAS J1120 + 0641的渲染。

极速时时彩:人生就是不断地选择,当选择了就很难在改变,但不是全然完全不变的,因为世界上唯一不变的就是变。


生活充满了选择。我们有饼干还是去健身房?我们是否会在Netflix上观看我们最喜欢的节目,或者在合理的时间上床睡觉?我们的选择有后果,我们用自己的意志来做。或者我们呢?

 

自由意志的本质长期以来激发了哲学辩论,但它也提出了关于宇宙基本本质的核心问题。宇宙是否受严格的物理定律所支配,这些定律决定了它从大爆炸直到时间结束的命运?或者自然法则有时会让事情随机发生?一个世纪以来的一系列物理实验仍然无法解决这个问题,但是一项新实验通过在数十亿光年内进行量子实验,已经倾向于后者的可能性。

 

经典物理定律是确定性的。牛顿的数学宇宙是一个发条宇宙,每个原因都具有独特的效果,我们的管理不是由我们的选择决定,而是由严格的自然规律决定。另一方面,量子物理学具有模糊随机性的特性,一些科学家认为这可以打开自由意志的大门。由于量子物理学处于现实的核心,似乎随机性赢得了一天。

 

但是一些科学家认为量子随机性并不是真正随机的。如果我掷骰子,结果似乎是随机的,但事实并非如此。它的所有颠簸都是由重力和复杂舞蹈中的桌子引起的,但这种舞蹈是确定性的。死亡离开我的手的那一刻,它的命运是密封的,即使我不知道结果,直到它发生。也许量子对象的行为方式相同。它们似乎以随机方式行动,但它们确实受到一些确定性隐藏变量的支配。

 

自研究生院以来,这个问题一直令我着迷。我的论文集中在量子引力的方面,这是我们仍然不完全理解的主题。其中一个原因是我们不知道爱因斯坦的确定性引力理论如何与量子力学的随机性相结合。这个问题也让爱因斯坦着迷,并且比我聪明得多,他想出了一个可以测试这个想法的实验。他与Boris Podolsky和Nathan Rosen一起提出了一个思想实验,现在称为爱因斯坦 - 波多尔斯基 - 罗森实验,或简称EPR实验。

 

为了理解这个实验,假设我们有一个名叫Jane的淘气的共同朋友。每当简穿出一双跑鞋时,她喜欢通过向我们每个人送一双鞋来恶作剧。所以,每当你从简的邮件中找到一双鞋子时,你就知道我也得到了一只鞋子。我们中的一个得到了正确的鞋,另一个得到了左边。但是在我们任何一个人打开我们各自的盒子之前,我们都不知道我们有哪种鞋子。一旦盒子到达你的门,你打开它,发现你有左鞋。那一刻,你知道我必须拥有合适的鞋子。

 

这是EPR实验的基本思想。这只不过是我们日常生活中的一个愚蠢的恶作剧,但对于量子物体来说,它真的很奇怪。你可能听说过薛定谔的猫,量子猫既不活着也不死,直到在一定的状态下观察。像古典猫一样,量子猫就像量子盒。在量子领域,事物可以处于无限状态,直到你观察它们为止。就好像我们的盒子里装着一对东西(手套,鞋子,盐和胡椒瓶等),但是在我们其中一个人打开盒子之前,不可能知道具体的东西。更奇怪的是,我们如何测量量子对象决定了结果是什么。就好像打开侧面的盒子一样迫使它成为手套,而从顶部打开它会迫使它成为一只鞋子。我如何打开我的盒子会影响你的盒子数英里远。在量子理论中,我们说我们的两个盒子是纠缠在一起的,因此观察一个盒子的内容也会告诉我们关于另一个盒子的内容。

 

我们不能做手套和鞋子的这个实验,但我们可以用光做。两个纠缠的光子可以以相反的方向发送。我随机测量一个光子的方向,测量另一个,然后我们比较我们的结果。我们会测量很多不同的方向,所以我们每个人都可以选择我们想要的方向。当这个实验在实验室完成时,它确实有效。如果我们的测量是随机的,那么光子就无法提前知道将测量哪个方向。因此,不能有任何隐藏变量来确定结果。无论我们是左右鞋还是左手或右手,结果都是随机的。

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