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wzatv:【j2开奖】非局域性的故事:从牛顿,到爱因斯坦,到量子物理 | 周末读书(2)

时间:2016-11-20 10:56来源:本港台现场报码 作者:开奖直播现场 点击:
今日,量子力学殿堂金碧辉煌地耸立起来了,成为现代物理学的核心。它确实蕴含着一种可能让爱因斯坦颇为不悦的非局域性概念,虽然在本质上,这种非

  今日,量子力学殿堂金碧辉煌地耸立起来了,成为现代物理学的核心。它确实蕴含着一种可能让爱因斯坦颇为不悦的非局域性概念,虽然在本质上,这种非局域性与困扰牛顿的非局域性迥然不同。除此之外,这种量子非局域性是由牢固的实验支持的,我们甚至发现了它在密技术上的应用前景,它同样使量子通信这一让人惊异的技术成为可能。

  诡异的“非局域”电话

  接下来的故事乍看起来好似不够奇幻,但却是个科幻故事。或许,不久的将来这个故事将通过科技变成现实。

  我们想象一下两个朋友在打电话。为求简便,我们根据字母表的顺序分别命名他们为艾丽斯(Alice)和鲍勃(Bob)( Alice和Bob是量子世界中常用的两个虚拟人物。)。两人以前打电话,有时会出现信号不好或者有杂音的情况,这次也不例外。不过这次通话实在难以进行,因为鲍勃所说的艾丽斯一点也不能听清。她能听到的只是连续的噪音:

  “c-h-r-z-u-k-s-c-r-y-p-r-r-s-k-r-z-y-p-c-z-y-k-r-t-……”。

  同样,鲍勃听见的也只有相同的噪音:

  “c-h-r-z-u-k-s-c-r-y-p-r-r-s-k-r-z-y-p-c-z-y-k-r-t-……”。

  他们徒劳地对着话筒大喊大叫,反复通话,在电话线长度允许的最大限度下改变电话在公寓的位置,而这些都不起作用。多恼人!这个电话实在名不符实,用它两人根本无法交流。

  不过,艾丽斯和鲍勃都是从事物理学的学生。他们各自记录下了这个“仪器”发出的一分钟时长的噪音。这样,艾丽斯能向鲍勃证明她已经尽了最大的努力去尝试理解这些声音,鲍勃也是如此。令人惊奇的是:两个朋友所记录的噪音竟然严格一致。他们使用的是数字记录仪。艾丽斯和鲍勃发现,他们两人所记录信息的每一个比特都是相同的。实在难以置信!这个声音肯定来源于接线员,或者电话线上的某处。由于声音是完全同步的,他们认定:声源应该在电话线的正中点,这样它刚好可以同时到达艾丽斯和鲍勃那里。

  两个朋友决定验证他们的假设。他们设计实验来证明他们的猜测:噪音的起因是连接他们的电话线的正中间处的电子元件出现了故障。艾丽斯提议用一截长电缆来延长她的电话线,这样,相对于鲍勃,她接受到的噪音将会略有延迟。但事实并非如此,一切都没任何改变!两边所接受到的噪音不仅依然完全一样,它们到达记录仪的时间也完全同步。鲍勃提议,那么就切断电话线吧!但是声音依然存在!

  如何解释这个现象呢?难道声音不是通过电话线传导的么?是因为有人无意中把一个无线电话挂在墙上了么?要不然就是声音是电话自己产生的,而不是两个电话间的某个声源造成的。难道是因为某个遥远星系爆炸后让这两台能接受信息的电话产生了同样的声音?如何证明这些假设呢?鲍勃具有电磁学的知识,他把自己关在了法拉第笼(faraday cage)里,这是一种金属网络的笼状结构,可以屏蔽一切试图进入其中的无线电波。但声音依然存在。艾丽斯提议,他们相互远离对方——很远,很远……这样的话,不论这个声音是通过何种力学机制传播的,声源和接收者之间的联络强度将随两者之间的距离增加而渐渐减弱,直至消失。但是又一次,什么都没有发生改变,一切如初。

  艾丽斯和鲍勃对他们的遭遇如此下结论:他们的电话听筒记录了一长串的声音,只要每次拿起话筒,电话都将重新播放这串声音;而且这一串声音是精确地依据时间而仔细排列的。这样,两部电话便会总能同步地产生同样的声音。

(责任编辑:本港台直播)
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