人工智能通识-科普-EPR佯谬

欢迎关注我的专栏( つ•̀ω•́)つ【人工智能通识】

---

阿尔伯特·爱因斯坦、鲍里斯·波多尔斯基和纳森·罗森在1935年针对量子力学的哥本哈根解释，提出了一个假想实验，希望借此实验证明量子力学的不完备性，后来以三位科学家名字的首字母组合将这个实验称之为EPR佯谬Einstein-Podolsky-Rosen paradox。

实验说明

假设一个零自旋中性π介子衰变成一个电子与一个正电子，它们处于量子纠缠态，然后我们把这两个衰变产物各自朝着相反方向移动至超级远的星际空间区域A、B。

由于量子纠缠，假若位于区域A的爱丽丝与位于区域B的鲍勃分别测量粒子沿着同样轴向的自旋，则爱丽丝会测得上旋若且为若鲍勃会测得下旋，爱丽丝会测得下旋若且为若鲍勃会测得上旋。

问题在于，纠缠态的粒子处于不确定的混沌状态，但爱丽丝的观察行为使A区域的粒子坍缩，这将同时对数百万光年之外B区域的粒子也坍缩为相反状态。

这意味着超距作用！

定域性原理Principle of locality

定域性原理要求物体只能受其周边环境的直接影响。当然这个“周边环境”并不是约定具体的空间范围尺度，实际上它可以无限大。

最重要的是这个“周边环境”是指某种使物体收到影响的“介质”，比如我们向气球吹气要借助空气这个介质影响气球，而磁铁吸引铁钉需要通过磁场这个介质，太阳光线照射到地球要通过光子这个介质穿越空间。

由于狭义相对论规定，宇宙中所有物质和信息的运动与传播速度均无法超过光速，所以即使信息的传递也不可能比光快，就像我们的通信软件，发送信息还是要依靠电子光子通过电线光纤传播。

不要小看定域性原理，它从根本上定义了世界的因果性，原因必须发生于结果之前。假设去年在A点发生甲事件，今年同一天在B点发生乙事件，如果AB两点距离超过1光年，那么甲事件就不可能是乙事件的原因，因为事件影响力的传播速度也不能超过光速，

另外一个例子是，我们还没看到过的星星对地球的过去不会产生任何影响，因为那些星星的光都还没有传递到我们这里，所以即使它们比银河系还大一百万倍，即使它们以百万年前就疯狂爆炸形成无数黑洞，但我们地球目前的状态和它们都没有丝毫关系。

所有过去时间长度乘以光速得到一个长度数值，以这个数值为半径的的宇宙空间就是可能影响你过去的范围，这个范围随着时间而不断增长。未来也是如此，随着时间的推进，能够对你产生影响的宇宙总是位于一个由时间、空间和光速所决定的光锥范围以内。

某个时间光锥的半径就是光乘以时间的结果，它代表以此为半径的球形宇宙空间。（注意图中把三维空间变成了二维表示）

早起经典牛顿力学中的重力就是超空间超距离的，不需要时间就能起作用，但是后来爱因斯坦成功的提出了遵守定域原理的广义相对论，取代了牛顿万有引力。

定域实在论Local realism

实在论是指做实验观测到的现象是出自于某种物理实在，而这物理实在与观测无关，即客观是纯粹绝对的存在。

定域实在论是定域论原理和实在论的结合，它表明微观粒子具有可测量、良好定义的物理实在，不会被在遥远区域发生的事件以超光速速度影响。

EPR实验中出现的超距离影响现象，被爱因斯坦等三位科学家认为是一种不合理的结论，并用此来说明量子力学的不完备性。

对于这个矛盾，后来又引出了隐变量理论Hidden variable theory，认为量子力学是不完备的，其背后应该隐藏了一个尚未发现的理论，这个理论应该可以完整解释物理系统所有可观测量的演化行为，而避免掉任何不确定性或随机性。

1964年，约翰·贝尔提进一步提出贝尔不等式，用以证明量子力学的不完备性。

然而后来的很多实验都证明，量子力学根本不遵从贝尔不等式或者定域实在论。事实上，超距作用是真实存在的，并且现在已经成为量子加密技术和量子计算的基础理论之一。

量子力学关注世界的最微观层面，在这里没有空气，没有阳光，甚至没有物质，在这里崩塌的不仅仅是宏观世界的各种理论原理，甚至还有我们赖以思考的因果逻辑。虽然经过近百年的探索和争论，但仍然没有统一协调的理论，也许，世界本来就是M理论所描述的那样，在不同层级有着不同的规则，根本就不需要统一。也许需要协调的，不是去改变量子理论，而是应改变我们观察世界认知世界的种种所谓常识。

---

欢迎关注我的专栏( つ•̀ω•́)つ【人工智能通识】

---

每个人的智能新时代

如果您发现文章错误，请不吝留言指正；
如果您觉得有用，请点喜欢；
如果您觉得很有用，欢迎转载~

---

END