被顛覆的因果規(guī)律—量子物理學(xué)
眾所周知,萬物都存在某些聯(lián)系,一旦某件事情發(fā)生的時候,必然會有某一個或者幾個誘導(dǎo)因素,這就是我們常說的“蝴蝶效應(yīng)”
然而對此,量子物理學(xué)卻有另一種完全不同的說法,2015年,維也納大學(xué)的Philip Walther的實驗室里進(jìn)行了一個實驗,科學(xué)家讓光子在實驗室內(nèi)高速飛行并讓它穿過兩道門,但奇怪的是,在此過程中,科學(xué)家卻無法判斷光子是以什么樣的次序穿過兩道門的。這并不是因為次序的信息被丟失或者破壞了,而是因為次序信息根本不存在!在這個實驗中,我們無法確定光子穿過兩道門的先后順序。
維爾納大學(xué)的這個實驗向“一件事導(dǎo)致了另一件事”的因果邏輯發(fā)起了挑戰(zhàn),它讓科學(xué)家們意識到量子物理學(xué)比人們想象的更加匪夷所思,仿佛是物理學(xué)家攪亂了時間這個概念本身,讓時間向兩個方向流逝。這就好像小明上學(xué)的時候走的不是A或者B某單獨一條路,而是同時走A和B兩條道路。
因果性一直是量子物理學(xué)中的一個關(guān)鍵性問題,在經(jīng)典物理學(xué)中,若要測量甲和乙兩個光子的運動,必然有一個先,有一個后。但是,在量子物理學(xué)中卻不存在這個問題,不確定性不是由于我們沒有獲取足夠的信息;這是一種根本上的不確定性,在測量之前根本就不存在所謂的“實際狀態(tài)”。
1935年,愛因斯坦和他的助手鮑里斯·波多爾斯基、內(nèi)森·羅森(合稱EPR),提出了一個著名的思想實驗。在這個實驗中,A、B兩個粒子處在相互影響的狀態(tài)中,也就是糾纏態(tài)。在糾纏態(tài)中,自旋是粒子的一種量子特性,可以把它想象成一塊磁鐵,磁鐵的N極就是自旋的方向,對于AB兩個粒子,如果A自旋朝上,那么B必然會自旋朝下,反之同樣如此。在此狀態(tài)中我們必須進(jìn)行測量才能確定粒子處于什么樣的自旋狀態(tài)。根據(jù)哥本哈根詮釋,測量不僅僅讓我們獲知粒子的狀態(tài),還會使得粒子“固定”在我們所測得的狀態(tài)。而對于糾纏態(tài)的粒子,不論它們相距多遠(yuǎn),對A的測量在固定了A的狀態(tài)的同時,也固定了B的狀態(tài),仿佛在測量的瞬間,A與B之間產(chǎn)生了某種相互作用。
在用量子物理學(xué)的角度思考問題時,或許應(yīng)該舍棄一些原有的物理思維。