初中物理课程标准2022电子版资源 初中物理课程标准2022电子版( 二 )


可是口说无凭 , 毕竟物理学本质是一门实验学科 , 有什么办法能够证明他们的观点呢?
牛人出现了啊 , 1964年英国科学家约翰·斯图尔特·贝尔为了支持隐变量理论 , 提出一个著名的数学不等式 , 称为贝尔不等式 , 并打开了EPR佯谬实验可行性的大门 。
这个不等式是从经典物理角度出发 , 对相互分开粒子的测量所得情况做了一个限制 , 简单来讲 , 如果实验结果违背贝尔不等式 , 那么定域实在性不攻自破 , 爱因斯坦就是错了 。
为了让大家能通俗理解这个贝尔不等式 , 下面就用一种非常简单的推导方式展现一下过程:
建一个三维直角坐标系 , 它有8个卦限
那么粒子的自旋情况就能包含其中 , 比如分裂出去的第一个粒子A自旋方向在第一卦限 , 那么从XYZ三轴观测 , Ax为+ , Ay为+ , Az为+ , 此时B粒子的自旋方向显然而A相反 , 那么Bx、By、Bz都为- , 依次类推 , 当A自旋方向出在不同卦限里时 , 与B粒子会有接下来的七种情况 , 如图
虽然不知道两个粒子到底会是哪一种结果 , 但这8种情况合起来的概率是1 , 但在测量时 , 因为有三种方向可以选择 , 因此粒子自旋状态的关联程度可以表示为Pxy、Pzy、Pxz , 其中Pxy指的是从X方向测量A粒子 , y方向测量B粒子 , 如果测量结果一致 , 那么就为正 , 不一致就为负 , 等式写下来就是这样Pxy=-N1-N2+N3-N4+N5-N6+N7+N8 , 以此类推可以写出Pzy、Pxz 。
之后我们将Pxz和Pzy相减取绝对值 , 回想起中学学过的绝对值不等式||a|-|b||≤|a|+|b| , 于是可以写出 , 这时我们发现这四项可以变得臃肿起来 , 意外发现前面刚好是8卦限概率之和为1 , 后面正好是Pxy
于是就有了这个不等式 , 这就是贝尔不等式
上述推导过程 , 完全是基于经典物理出发 , 也就是满足定域实在性所得到的结果 , 如果实验结果能够验证这个不等式成立 , 那就说明这世界上确实有隐变量理论存在 , 但事与愿违 , 原本贝尔是想借此证明量子力学的不完备性 , 没诚想却意外巩固了量子力学的正确性 。
这一点和当年泊松为了反对光的波动学说 , 就用该学说计算出了“泊松亮斑”的故事有些雷同 。
因而总的来讲 , 虽然获奖的这些实验和技术啊 , 早已实现多年 , 但本次诺贝尔物理学奖的颁布 , 既是对这些物理学家的肯定 , 也是在一个更高的传播面上 , 让大众对量子力学有了一次听闻 。
首张量子纠缠照片
还有就是爱因斯坦这位相对论创始者及量子理论的元老 , 也是否定了他对量子世界的一些想法信念 , 目前看来 , 他确实错了 。

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