第596章 改进实验!自旋超距!量子力学再危矣!这有何难!李奇维出手!
会议第三天下午。
爱因斯坦提出的第二个思想实验,震惊了所有人。
按照他的实验,如果不确定性原理想要使用在任何范围内,那就必须产生一种超光速的相互作用。
也就是所谓的超距作用。
但是根据狭义相对论,这是不可能发生的事情。
所以,量子力学和相对论产生了矛盾。
真实历史上,爱因斯坦提出的这个思想实验,就是大名鼎鼎的“epr悖论”。
第六届索尔维会议的失利过后,爱因斯坦依然没有放弃对量子力学的质疑。
那时,他已经搬离到美国,选择在普林斯顿大学度过他的后半生。
随着量子力学和核物理的蓬勃发展,相对论失去了往日的光彩。
爱因斯坦也被当成了不懂量子力学的老古董。
但他的名气实在太大了,总有不少人愿意追随。
要不是爱因斯坦实在不擅长教学生,估计想抱大腿的人更多。
罗森和波多尔斯基就是其中两个小迷弟,并且成为爱因斯坦的助手。
1935年,爱因斯坦忽然告诉二人,他已经想到如何证明量子力学的不完备性了。
他以口述的方式讲了大概的思路,然后罗森负责公式计算,波多尔斯基负责撰写文章。
5月底,三人共同署名的论文《可以认为量子力学所描述的物理现实是完备的吗》发表。
这篇仅有4页的论文,一经发表,便震动整个物理学界!
各种报纸纷纷大肆报道。
“爱因斯坦宝刀未老!”
“震惊!量子力学迎来了致命一击!”
所有人都不敢小看爱因斯坦对量子力学本质的研究了。
虽然他是老古董,但老古董的实力是真强啊。
由于论文太过出名,文章中所描述的悖论,也被称为“epr悖论”。
e、p、r分别是爱因斯坦、波多尔斯基、罗森三人姓名的首字母。
而这一世的爱因斯坦,在李奇维的强大压迫力下,灵感爆发,实力爆种。
他提前想到了epr悖论,并且自己就计算完成,引起众人震惊!
甚至有人开始支持他的思想实验了。
此刻,古德斯米特挺身而出。
在这么多大佬们面前,要说他不紧张肯定是假的。
虽然之前他也参加过布鲁斯会议,但可没有今天的待遇。
和爱因斯坦教授并肩,质疑布鲁斯教授。
要是换做几年前的自己,绝对吓尿了。
不过,他毕竟是发现电子自旋的人,锻炼几年,逐渐有了一丝大佬的风采。
古德斯米特顿了顿,向众人点头示意后,沉稳地说道:
“我想改进爱因斯坦教授的思想实验,使其变得更简洁。”
“具体过程是这样的。”
“有一个由两个自旋为1/2的粒子组成的系统,分别是粒子a和粒子b。”
“并且这个系统的总自旋为0,所以粒子a和粒子b在同一时刻的自旋方向是相反的。”
“现在,让这两个粒子相距1光年,防止它们之间产生信息的传递。”
“根据布鲁斯诠释,粒子a在没有测量之前,它的自旋状态处于迭加态,既有可能向上,也有可能向下。”
“同理,粒子b也处于自旋向上和自旋向下的迭加态。”
“当对粒子a进行测量时,就会导致波函数坍缩,粒子a的自旋瞬间变成一个本征态,要么向上,要么向下。”
“那么1光年外的粒子b,为了保持整个系统的自旋为0,它也必须瞬间波函数坍缩,并且自旋方向和粒子a相反。”
“也就是说,哪怕相距1光年,对粒子a的测量过程,也会瞬间影响到粒子b的自旋状态。”
“很显然,这违背了光速不可超越的原理。”
轰!
全场骇然!
古德斯米特的实验果然比爱因斯坦的更加通俗易懂。
他用电子的自旋状态举例,一下就让所有人都明白了。
“天啊!”
“这太不可思议了!”
“粒子a和b相距一光年,怎么可能瞬间改变状态。”
“量子力学肯定出问题了。”
这一刻,不少人开始动摇了。
因为上面的情况是绝对不可能发生的。
这时,在众人的震惊中,古德斯米特继续说道:
“按照爱因斯坦教授的解释,粒子a和粒子b在分开的那一刻,其实就具有了确定的自旋状态。”
“比如,粒子a的自旋向上,粒子b的自旋向下。”
“哪怕我们不测量,它们也是这样的自旋状态。”
“当我们通过测量,确定粒子a的自旋是向上后,其实并没有对粒子b产生任何影响。”
“因为粒子b的状态在分开前就已经确定了,是自旋向下的。”
“现在,我们只不过是通过测量这个手段,得知到具体信息而已。”
“所以,爱因斯坦教授认为,没有所谓的迭加态,也不可能有超距作用。”
“一切的一切,在粒子a和粒子b被分开的那一刻,就确定了。”
“世界的本质依然是确定的。”
哗!
众人震撼不已!
大家甚至产生了一种错觉:
“古德斯米特讲的比爱因斯坦教授还要好!”
不少人感慨:
“哪怕是一般的物理学家也能听懂他的意思。”
“真是英雄出少年啊!”
“海森堡、泡利等绝世天才的光芒掩盖了古德斯米特的才华。”
“但是今天,对方尽情绽放,一鸣惊人!”
爱因斯坦也被惊住了。
这个老友的学生,真是了不得。
不仅深刻理解了自己的思想实验,还能举一反三,非常难得。
他忍不住说道:
“古德斯米特博士,感谢你的补充。”
“你的改进充分表达了我的想法。”
接着,他朝埃伦费斯特和洛伦兹笑道:
“老埃,你培养学生的能力果然比我强太多了。”
“幸亏我当时拒绝了洛伦兹教授的教职邀请,否则我就成了荷兰科学界的罪人了。”
洛伦兹和埃伦费斯特皆是会心一笑。
他们内心十分感慨。
谁能想到,爱因斯坦竟然连布鲁斯教授都能战胜。
是的,他们觉得量子力学确实存在问题了。
这一局或许真的是布鲁斯输了。
埃伦费斯特笑道:
“我现在就想知道布鲁斯到底会如何解决这个问题。”
说罢,他还朝着某处看了一眼。
那里,布鲁斯端坐中间,左边是玻尔,右边是海森堡。
不过此刻所有人的目光都集中在爱因斯坦的身上。
古德斯米特听到夸奖,激动地笑了笑。
但他可不敢骄傲,自己只是站在巨人的肩膀上而已。
今天这场会议让他大开眼界!
高手过招,招招致命!
他总算理解,为何导师埃伦费斯特教授一直教育他们不要忽视任何一个细节。
因为在大佬的眼中,任何一个看起来不起眼的问题,最终都会导致理论的失败。
科学领域没有差不多,只有是和否!
“爱因斯坦教授,我认为您的理论或许是量子力学最迫切的问题。”
“若量子力学真是定域性的,或许它还有完善的空间。”
爱因斯坦点头。
“没错。”
“我质疑量子力学不是为了推翻它,而是证明它的缺陷。”
众人闻言皆是点点头。
就在二人互相商业互吹时,薛定谔忽然笑道:
“接着古德斯米特的内容,其实可以举一个更形象的例子。”
“假设现在有一双鞋子,左右脚型号各一只。”
“然后把它们随机装在两个盒子里,一个送往阿姆斯特丹,一个送往布鲁塞尔。”
“在盒子没有打开之前,没人知道哪个盒子里是左鞋,哪个盒子里是右鞋。”
“但是,我们很清楚,【某个盒子里的鞋是左鞋】这是一件确定的事情,不会因为任何事情而改变。”
“如果在阿姆斯特丹的古德斯米特打开了盒子,发现里面是左鞋,那么布鲁塞尔的那只鞋子就是右鞋。”
“此时,我们知道,无论古德斯米特打不打开盒子,其中都必然是左鞋。”
“因为鞋子在放进盒子的那一刻,就已经确定了左右,它不会被任何观测行为所影响。”
“所谓的测量过程,只是知道了既定的事实而已。”
“当然,如果硬要说鞋子的左右受到测量的影响,那么也只能在一定的空间范围内。”
“如果两个盒子相距1光年,显然就不会受到影响了。”
哗!
经过爱古薛三人的一唱一和,众人彻底弄懂了这个思想实验,也理解了爱因斯坦的观点。
可以说,爱因斯坦的思想实验攻击了量子力学的根基,使其上的所有理论都不再可靠。
概率波、不确定性原理、互补原理、波函数坍缩等等,全都有问题。
量子力学存在不可调和的缺陷。
再次危矣!
泡利感觉脸上火辣辣地疼,那是被古德斯米特打的。
经过了大古的改进,这个思想实验更加致命了。
简直不给量子力学一点活路啊。
“靠!小看那家伙了,还是有点实力的。”
泡利反而笑了起来,丝毫没有被打脸的羞耻感。
“只要我脸皮够厚,就没人能击穿。”
他虽然嘴毒,但绝对尊重实力。
而古德斯米特的实力得到了他泡某人的认可。
现在,该他泡利头疼了,他可是量子力学的坚定支持者,那就必须解决这个悖论。
光速不可超越和量子力学的悖论。
海森堡的脸色更加难看了。
他认为薛定谔的笑容,就是笑给他看的。
“什么左鞋右鞋的,不就是想嘲讽我像鞋子一样低下。”
“可恶啊!”
薛定谔当然没有这种想法。
他如果拼命反对量子力学,岂不是把自己的波动力学也给反对了。
他只是觉得现有的解释存在问题而已。
海森堡有苦说不出。
因为他给不了任何的反击。
科学论道,拼的不是谁嗓门大,而是谁的实力最强,逻辑最强。
虽然他很不想承认,但是爱因斯坦的实验确实无懈可击。
“到底是哪里出了问题?”
“我的直觉告诉我,爱因斯坦的悖论一定存在不合理的地方。”
“量子力学是多么完美的理论,不可能出错!”
“绝对不可能!”
海森堡陷入天人交战之中。
玻尔依旧沉稳。
古德斯米特和薛定谔的补充,并没有使问题更复杂,核心依然是爱因斯坦的实验。
以他的智商,即便没有古薛二人的形象解释,也能轻易理解。
但是他和海森堡、泡利一样,束手无策。
这个思想实验实在太无解了。
“果然,我和老师之间还有很大的差距。”
“要是代入他的思维,会如何解释这个问题呢?”
此刻,不仅是保李派等人在冥思苦想,所有人都产生了极大的兴趣。
众人纷纷交流。
有人赞同,有人怀疑。
玻恩尝试从数学合理性的角度来反驳。
但爱因斯坦紧接着就给出理论的数学推导过程,玻恩只能放弃。
于隐质疑道:
“不可能瞬间把两个粒子分开1光年的距离,这个过程一定会额外补偿某些东西。”
众人眼睛一亮。
就好比热力学中,不可能把热量从低温物体转移到高温物体,除非额外做功。
也许量子力学是同样的道理。
但是薛定谔立刻反驳道:
“这个过程和热力学不一样,不能混为一谈。”
“因为没有人知道到底补偿什么。”
根据剃刀原理,只能默认是不存在的。
不然的话,任何理论都能用于隐的观点来质疑。
众人你来我往,好不热闹。
但是一段时间过后,什么有用的结论也没讨论出来。
忽然!
所有人的目光不约而同看向某个方向。
那个男人的方向!
“天啊!”
“布鲁斯教授竟然在闭目沉思!”
“难道他真的被爱因斯坦教授驳倒了吗?”
“或许今天我就要见证布鲁斯教授的首败了!”
这么长时间过去,布鲁斯教授一点反应没有。
众人的心提到了嗓子眼。
爱因斯坦锐利的眼神,仿佛能切割时空。
他说出了众人的心里话。
“布鲁斯,你要如何解释我的疑问?”
哗!
全场期待!
突然!
李奇维睁开双眼,璀璨至极的眸光横扫四面八方。
接着,他端起手边的一杯热茶,轻抿一口,霸气无双道:
“这有何难!”
轰!
全场骇然!
古有关云长温酒斩华雄,今有李奇维热茶镇爱神!
(本章完)