量子力学之间的超距作用是否也能应用到万有引力上?
网友解答: 感谢邀请。量子纠缠的超距和相互作用的超距是两回事儿。后者是场的传递速度是否要受到因果律的制约,而前者则是对波函数的诠释到底合不合理。所谓因果律指的是,事件的结果要在事件的起因
感谢邀请。
量子纠缠的超距和相互作用的超距是两回事儿。后者是场的传递速度是否要受到因果律的制约,而前者则是对波函数的诠释到底合不合理。所谓因果律指的是,事件的结果要在事件的起因之后发生。因果律对物理的制约主要体现在,对于可以测量的物理量都必须要满足这一点。按照相对论理论,如果实在客体的传递速度大于光速,那么时间会出现倒流的现象。这意味着事件的起因是在结果之后的。这件事情高度不符合我们的经验。我们都是由出生到死亡,由年轻到年老,没有人是反过来的。所以,对于可以观测的物理量必须要服从因果律。这就是为什么万有引力必须要有相对论性的版本,否则引力的传递就会导致因果律被破坏。
量子纠缠则涉及到对波函数的诠释问题。如果把波函数理解为非实在的物理量,那么即便量子纠缠真的是超距的,也无关紧要。可是波函数毕竟是薛定谔方程的解,所有物理量的测量结果它都能反映,这就导致我们应该把波函数理解为实在的,进而引起超距问题。因为我们人为地引入了波函数的概率诠释,波函数会因为测量而塌缩(退相干的说法),这就造成了两个纠缠的粒子,如果对其中一个进行测量知道其所具有的信息,就可以在同时间知道另一个粒子的信息,不管它们相距多远。这就是信息的超距。问题在于这种超距到底是不是像相互作用超距那样能引起因果律的破坏呢?这关系到我们对波函数到底要怎样看的问题。是把波函数仅仅理解为一种计算工具,还是理解为客观的实在。如果按照前者,我们会发现前者逃避了波函数实质这一问题,不仅如此,计算工具计算的对不对需要我们通过测量才能验证,那么就必须要有人的介入,这岂不是认为只有人这种动物存在的世界,才是物理的世界?那请问,人还没有进化出来的时候,世界的又如何的?工具主义明显是要把量子力学的普适性丢弃,使量子力学丧失了成为合格物理理论的资格。后者也有问题。如果波函数是实在的,那么量子纠缠的超距必然导致量子力学是非定域的。
万有引力的超距只是在牛顿引力里才存在,但是牛顿引力是非量子化的,不能把量子的结果不加任何change就搬到经典物理去,这是极其unreasonable。而广义相对论则已经将引力改造为了非超距的,所以问主第一个的问题不存在。
第二个问题才是一个好问题。是否要引入新的以太才能解释量子纠缠的超距呢?对此,我只能说,尚不清楚。这种问题只能通过做假设去论证其是否合理。就目前来看,量子力学给以太理论是否留下空间还不能完全确定。一方面,量子纠缠不能说是以太在起作用。否则的话,我们应该能从量子纠缠的波函数里读出以太的行为。这和当年的迈克尔孙莫雷实验一样,如果以太存在,那么我们应该能够测量地球相对于以太的速度。如果量子纠缠是和以太有关,我们应该可以用理论去分析以太的性质,但是量子纠缠给我们的信息不足以让我们去认识以太。另一方面,量子力学也没有否定以太在起作用。我们可以假定量子纠缠是因为以太的缘故,就好比现在的Maldcena对偶认为量子纠缠是虫洞一样,难道我们不能认为以太是高维时空里的东西吗?就不能假定量子纠缠是高维时空向低维时空投影的结果?这一点我不好下结论,毕竟这么脑洞大开的结论不是那么好肯定或者否定的。
所以,人的胆多大,脑洞就多大。放手去做吧,皮卡丘!
网友解答:所谓超距作用就是说力的传递不需要媒介。比如人们常说的隔空打牛,这就是超距作用。古人在思考引力的问题时,有一个疑惑非常不解,如果空间空无一物,引力又是如何传递的呢?类似的问题也发生在电磁场领域,为此欧洲的大陆学派为一方,主张电磁场为超距作用,、英国的法拉弟为主为一派主张近距作用,争论的结果以法拉弟们胜利而告终。这也是为什么当时盛行以太说的原因。当然这也有哲学家迪卡尔的功劳,那为什么以太学说衰落了呢?这就是爱因斯坦狭义相对论的成功。当然科学的发展从来就是不断循环往复的过程。是时候该正本清源了。