什么比光速快快

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比光速更快的速度
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最新消息:连接GPS的光纤和计算机接触不良,阻碍了数据传输,可能导致测量结果偏快。同时同步GPS的晶体振荡装置没有准确设置,可能使测量结果偏慢。两个失误导致相反的误差方向,现在需要重新实验(五月),重新验证实验结论。参见
在欧洲核子研究中心(CERN),科学家们发现了意料之外的现象——被送往732公里之外Gran Sasso实验室的中微子(neutrino)们,比光速快了60纳秒到达。——用更大的数字来表示,就是光速299,792,458米/秒,而他们在实验中检测到中微子速度是299,799,953米/秒。 这一数值的实验误差是10纳秒,换言之,基本上,比光速快是没差的。——虽然只是0.0025%的区别,但这一挑战狭义相对论光速不变原理基石的发现一旦得到证实,将会给物理学界带来巨大的变化。
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我把看到的各个新闻和资料综合了一下,共参考
今年物理界最具轰动效应的新闻是中微子的速度可能超过了光速。意大利OPERA(中微子振荡乳胶径迹)小组发现,中微子在飞行730千米后,到达探测器的时间比光在真空中走同样路程所花的时间还要少60.7纳秒,中微子的速度比真空中的光速快10万分之2.48,每秒钟要多要跑6千米左右。
中微子是什么 中微子是一种不带电荷,质量非常小的基本粒子。在我们周围存在大量中微子,主要来源于太阳内部的核反应,在电影《2012》中,来自太阳的中微子与地球岩层发生作用,加热地壳,大量熔岩溢出,大陆板块加速漂移,引起超级地震,火山和海啸,一片世界末日景象。实际上这不可能,因为中微子与其他物质发生相互作用的几率非常小,穿透能力极强,可以轻松穿越700颗地球而不发生相互作用。实际上每秒钟有一千万颗太阳中微子穿透我们的身体,我们却感受不到这种幽灵般的粒子,人体和地球对它是几乎透明的。 中微子的检测 中微子这种强悍的穿透力让科学家吃尽了苦头,为了看到它,科学家只能守株待兔,让大量中微子与大量探测物质接触,虽然单个中微子的反应几率小,但是总量上来以后,还是能看到一些中微子发生反应事例的。为屏蔽其他粒子的干扰,中微子探测器一般都建在地下数百甚至上千米的矿井或者山洞中。此次发现OPERA实验组属于意大利格朗萨索国家实验室,它位于横穿意大利的格朗萨索山脉中,一条高速公路隧道连接山的两边,中间有3个大山洞,洞中建起了这个世界上最大的粒子物理实验室,实验室在地下1400米深处。 中微子振荡 中微子总共有三种,电子中微子,μ中微子和τ中微子。由于中微子有质量,它们会发生相互转化,叫中微子振荡。为了研究这种现象,从2009年到2011年OPERA利用位于日内瓦的欧洲核子中心(CERN)的超级质子同步加速器产生了一万亿亿颗速度极大的质子,轰击靶标,产生出一束束高强度高能量的μ中微子,在地下穿透重重岩石,射向OPERA的乳胶径迹探测器,总共检测到16000个中微子。CERN离OPERA有730公理,在这个距离上很多μ中微子会转变为τ中微子,检验探测器上探测出的中微子,可以检验粒子物理理论是否正确。这类中微子振荡实验在很多国家的多个实验室开展,分别测量太阳中微子,大气中微子,核电站中微子,以及加速器产生的中微子的振荡,中微子跑动的距离从数十米到一千五百亿公里。其中比较著名的有美国Homestake中微子探测器(Raymond Davis于1967年到1985年在这里发现了太阳中微子的振荡,获2002年诺贝尔物理奖),日本的神冈/超级神冈探测器(小柴昌俊从1982年开始建造该实验室,在这里发现很多中微子振荡效应效应,获2002年诺贝尔物理奖),目前正在进行的一项实验是T2K实验,从位于日本东海的质子加速器J-PARC产生中微子,发射到250公里以外的神岗中微子探测器。此外2007年位于美国明尼苏达的MINOS实验组开展过与今天OPERA几乎相同的实验,他们所采用的是著名的费米实验室产生的μ中微子束。中国在大亚湾核电站附近也建有中微子实验室,主要研究电子中微子向τ中微子的转变。 中微子超光速? OPERA的实验方法是非常平常的,但这次实验得到了一个如此意想不到的副产品:中微子比光快,而且能量越高的中微子速度似乎越大(注:从论文结果来看是这样,但OPERA发言人在新闻发布会上否认了这种关联性)。按照狭义相对论,这些能量非常高的中微子的速度和真空中光速应该几乎相同,只比光速小大约每秒钟0.03纳米。这一结果违反了大多数物理学家一直认为是常识的一条规律:任何物体的运动速度不能超过真空中的光速。如果这一实验结果被证实,这将是本世纪最重要的科学发现。
虽然中微子的探测比较复杂,但是中微子的速度测量原理非常简单:精确测量出探测器到发射器的距离以及中微子在路上所花的时间,两者相除就得到中微子的速度。实验小组采用了最精密的原子钟和GPS对时方案光纤同步传输信号方案,对中微子运行时间的测量可以精确到10纳秒以内;实验小组精确测量了加速器和探测器之间730千米的间距,先通过GPS系统测量出CERN和OPERA的室外基准点的距离,再从全站仪一步一步测量出探测器到基准点的距离,GPS系统可以准确到为2cm,全站仪可以准确到20cm左右。OPERA位于隧道内,测量时为了准确起见还封锁了隧道内的公路。时间和距离的测量都反复进行过多次,得到中微子可能比光速快这一重大而又违反常理的发现后,实验小组又反复检查了六个月,排除了所有可能的实验误差,包括月球潮汐影响,地球自转影响,地震影响,温度和云层对GPS信号传递的影响等等。考虑到所有这些后,实验小组相信这一结果的置信度达到99.9997%。在正式公布最终结果以前,实验小组和全球同行进行了广泛的交流,直到发现没有任何漏洞,才于9月22日公布了实验结果,给出了详细的实验方案,供大家检验是否还存在漏洞,并呼吁其他实验室来证实或者否定他们的实验结果。 其他中微子实验的结果 值得指出的是2007年美国MINOS实验小组得到过几乎一样的结论,他们进行了几乎完全相同的实验,连加速器到探测器的距离都非常接近MINOS为734千米,OPERA为730千米),唯一区别是MINOS采用的是能量为3GeV的μ中微子,而OPERA采用的主要是17GeV的μ中微子,实验结果是中微子速度比光速快十万分之5.1,非常接近OPERA的结果(快十万分之2.48),但此次实验由于中微子事例少,实验不确定性比较大,当时未能引起重视。MINOS将很快重新开展实验,实验精度会非常高,有可能将运动时间精确到1纳秒以内,以检验OPERA的结果。 前面提及过的日本T2Ka实验得到过极微弱的超光速迹象,只是三月份的大地震中实验装置受到一些损坏,该实验有望于2012年再次开始记录数据。 OPERA所遇到的最大挑战是著名的超新星SN 1987A的中微子爆发事件。日这颗位于大麦哲伦星云的超新星突然爆发,抛洒出大量中微子和各频段的电磁波,在几个月时间内这颗超新星用肉眼都可以看到,它是1604年以来最亮的超新星。超新星爆发时发出的光线来到地球的3小时前,世界各地有三台中微子侦测器同时侦测到一股中微子爆发,共有24颗中微子被探测到,其中日本神冈探测器11颗,美国IMB探测器8个,俄罗斯BAKSN探测器5颗。这24颗中微子开启了中微子天文学这样一门新的学科,对恒星演化和粒子物理研究具有极大价值。 这些中微子长途跋涉16.8万年,几乎同时到达地球,前后相差只有13秒,虽然他们比光先到达地球,看起来中微子速度比光要快,其实不然,中微子与其他物质相互作用极弱,在超新星爆发的瞬间就离开超新星了;而光子则会与周围的物质粒子发生频繁碰撞之后,才能拖泥带水地逃离。SN 1987A距离地球16.8万光年,如果OPERA实验是正确的,中微子速度比光速快十万分之2.48,那么SA1987中微子到达地球的时间会比光早4.2年而非3小时。当然这个论述值得商榷,OPERA实验采用的是高能μ中微子;而SN 1987A释放的是低能电子中微子,能量和中微子类型都不相同。不过即使考虑这些,也不足以造成如此大的区别。
形形色色的超光速 1905年爱因斯坦提出狭义相对论,其中有两条基本原理:光速不变原理和相对性原理,根据这两条原理可以得到一个推论,为了维持因果律,信号的传递速度应该低于光速。这里的速度既包括物质运动的速度,比如宏观物体和微观物质微粒运动的速度,波的速度;又包括能量和力的传输速度,以及广义的信息速度。
自从相对论为自然界万物设定了光速这一速度上限以来,一直有人试图突破它。果壳网上曾有很多人设想过下列思维实验:取一根一光年长的坚实木棍,沿着棍子的方向拉动棍子,棍子的另外一端会马上随着运动,似乎证明了拉力传递的速度远大于光速。这是不可能的,因为这种理想刚体棍不可能存在,棍子受力后发生的变形是以声速传递的,很多年以后棍子另外一端才会感受到拉力并开始运动,拉力传递的速度远低于光速。 类似的设想很多,大都是通过是构造过一些不可能存在的物质或者特性来“突破”光速,其中比较著名一种超光速粒子是快子,最重要的特点是质量为虚数,其速度范围为光速到无穷大。按照这一理论,存在两个不同的速度区域,快子的速度总是高于光速,普通物质的速度总是低于光速,光速是分界线,不能相互逾越。有趣的是,把物体从低速加速到光速是不可能的,要让物体达到光速,需要无限大的能量;而让快子的速度降低到光速,同样不可能。快子的高速度并不是从低速加速而来,而是本来就有的。
在2000年,复旦大学倪光炯教授就用快子理论解释过中微子质量问题:有些观测数据表明中微子质量似乎是虚数,中微子可能是快子,速度比光速快。快子理论从提出到现在已经快50年了,一直只被认为是物理游戏,不是真实的物理,因为就在于人们很难接受虚质量,我们周围的物质质量都是正数或者零。如果能够容忍虚质量,那么OPERA实验倒是可以轻松解释了。 在此类中微子实验之前,有其他超光速现象吗? 这里首先要强调一下,在很多情况下超过光速并不难。比如在介质中物体速度可以轻易超过介质中的光速,因为光在介质中的速度会下降,此时会发生一些有趣的现象,比如切伦科夫辐射等等。其次要分清什么是真正的超光速,有一些现象,比如影子的移动速度,或者手电筒末端的移动速度,看似超过光速,其实并未有效传递信息,并不是真正的超光速现象。 天文学中就有这样的假“超光速”现象,一种是超新星视速度,一种是宇宙膨胀的速度。前者是类星体发出的与观测者视线方向夹角很小的亚光速喷流,实际上并没有超过光速。 后者是是时空本身的膨胀速度,它可以比真空中的光速大很多,但是狭义相对论中的速度是指时空背景固定以后,相对于该背景的速度。这两种现象均未违反狭义相对论。 值得关注的”超光速“现象有两类,都有众多实验支持。 第一类“超光速”现象发生在量子隐形传态过程中。在量子传输的过程中,通过量子纠缠态使AB两个粒子发生关联,当一个粒子的量子态被探测后两个两粒子瞬时塌缩到本征态,这时B粒子的态就包含了A粒子的信息。这种信息的传递是“超光速”的。但是观测者不可能马上知道传送的信息是什么,因为此时B粒子仍处于量子叠加态,对它的测量不能得到完全的信息,必须知道对A粒子采取了什么测量,所以不得不通过现实的信息传送方式(如电话,网络等)告诉乙地的测量者甲粒子此时的状态。最终,我们获得信息的速度还是不能超过光速,狭义相对论仍然顽强地成立。 第二类”超光速“实验是光脉冲在特殊介质中的传播,最具轰动效应的实验是2000年普林斯顿NEC研究院的华人物理学家王立军等主持的光脉冲穿过铯原子气体实验,他发现,光脉冲峰值进入介质之前,在另一边已经有脉冲峰出射了。光脉冲是含有很多不同频率的光的一种叠加。由于涉及到因果律等重大基础问题,这类实验引起了极大的反思和广泛的思考,经讨论发现,出射脉冲可以看成是由入射脉冲前沿与介质相互作用产生的;光脉冲的速度应定义为波前速度,狭义相对论并未被真正违反。这个实验给我们以启发,OPERA实验采用的是中微子束,所测量的速度可能不是物理速度。 本次发现的意义 如果万一我们中了大奖,证明这次实验真的超过了光速,这次发现对现实生活有什么影响?对现有理论有何冲击? 回答是:不会有什么影响。狭义相对论只在速度很大时才会与经典理论有显著区别,我们在生活中基本不会遇到这么高的速度。狭义相对论对我们日程生活起作用的一个例子是GPS全球定位系统,如果不考虑狭义和广义相对论修正,那么一天下来GPS系统所指的位置会偏离正常位置11千米,如果狭义相对论被证明有误,GPS所给的数据就还有误差。另一例子是核电站,如果狭义相对论不再正确,核物理将要有所修改,今天的核电站是基于现有核物理学的,需重新审视。不过,正如相对论取代经典力学时所发生过的那样,在原有理论适用的范围内,新旧理论给出的结果相差极小,所以不必太担心。 这次实验所带来的冲击主要是理论上的。狭义相对论是现代物理学的基础,如果相对论出问题了,那么今天几乎所有的物理学都要改写,这是观念上的巨大冲击,不亚于100年前相对论的横空出世。 不过今天的物理学包容性很强,还是有很大的余地来容纳和解释这一实验。我们已经有一些新的理论,比如快子理论,比如额外维理论,甚至有光速可变理论,洛伦兹对称性破缺理论等新奇理论在跃跃欲试。物理学家都是最保守的革命派,一旦实验证实已有的理论有问题,他们会毫不犹豫地拥抱实验事实,并建起新的理论大厦的。在此之前,实验物理学家应该加紧工作,尽快证实或者否定OPERA组的结果。
参考资料: 1. 原始论文
2. OPERA的新闻发布会: 3. MINOS的实验
4. 中微子振荡实验; filename=ZXLJ&dbname=REFTOTAL;T2K: 5. 实验测量的讨论 曹俊德blog
6. 1987超新星:见维基百科 7. 形形色色的超光速 8. 超光速四十年(文章有点民科,有些地方明显有错,请慎重)
9. 中微子质量为负? ; 中微子质量为负? blog讨论 10. 倪光炯
11. 王立军实验 ;论文
12. 中微子质量数据 13. Lorentz对称性破坏:
这篇文章计算了GPS卫星运动所带来的的影响,声称这个影响可以是的测量结果是中微子比光提前32ns到达。
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今天(9-30)热度已经降下来了。主流的依然是1. 认为实验有问题2. 这是Lorentz violation的征兆。 3. tachyon
到目前(9-28)为止,觉得实验结果是正确的人,大多是在考虑tachyon(快子)和Lorentz violation的可能性。tachyon简单的说就是质量平方为负值;Lorentz violation的种类就比较多了,比如extra dimension、时空度规的修正(就是说时空结构的修正)等等。
我在这里()写了一个总结。
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我刚好浏览了一下相应的论文()。虽然暂时没有发现明显的不对的地方,但是,很怀疑这个是有未考虑到的系统误差的。
光走完这段距离,大概需要0.0024s,文中提到的60ns的时间光才走0.018km。
我刚刚算了一下,如果考虑地球是圆的,地面测地线距离是732km的话,那么这两点的直线距离(穿过地球内部,割线距离)是731.5km,也就是短了0.5km,这样0.5km光需要走1700ns。从这个里面就可以看到,如果因为地质原因这里地球半径或者其他什么的变化,导致直线距离有个差异,那么最后实验的准确性很令人怀疑啊。 (我是实验盲,他们是通过GPS等等设备进行的基线定位的,他们分析这部分误差不大……)
那都是一帮很牛的人,他们考虑到了很多的因素,甚至做了很多的测试,他们说进行了很多的accurate metrology tichniques的测试。最后给了一个systematic uncertainties的表(单位是ns)
Baseline 0.67
Decay point 0.2
interaction point
UTC decay 2.0
LNGS fibres 1.0
DAQ clock transmission 1.0
FPGA calibration 1.0
FWD trigger delay 1
CNGS-OPERA GPS synchronization 1.7
MC simulation for TT timing 3.0
TT timing response 2.3
BCT calibration 5.0
Total sys. uncertainty
(还有6.9ns 的统计误差。)
但是难免会有想不到的地方(什么设备的response时间少算了,地理测试有问题等等),随便一点小的难以察觉的系统误差就足以导致这种结果。所以这篇论文()基本就是让大家来找系统误差的……
(我发现他们没有考虑引力效应的影响,当然了这个效应会是的中微子花更多的时间到达,我算了下考虑baseline上不同地方引力不同的效应带来的影响,这个影响仅仅是1.1*10^-17s,也就是说只有大约1.1*10^-8ns的影响,所以不用考虑。虽然是个相反的影响,但是可以看出,广相效应在这里基本可以忽略不计了。 现在真的不知道他们出了什么问题还是真的是对的。
所以说,直接说他们实验有问题,其实还是挺心虚的,人家这个实验可以做到6sigma的精确度呢,这个精确度可是很高的……而且可以发现,这里的系统误差都很小,包括基线定位什么的,小的可怕呢。)
另外,昨天NMU&Fudan的Professor Cahill算了是不是可能是测量到的群速度,他给我了一份草稿(今天文章已经出来了:),我大致估算了一下,这个如果真的是有文中提到的效应的话(我不是做高能的,不是很清楚到底有没有),那么这个效应估算出来,量级倒是差的不多。这个其实就是fast light效应,光学上很常见的。 但是,问题在于,背后的物理到底是否是对的呢?中微子这样运行的介质是什么? 是岩石层么?
不过现在下结论还太早了。 所以正式论文中写的是:
Despite the large significance of the measurement reported here and the
stability of the analysis, the potentially great impact of the result motivates the continuation of
our studies in order to investigate possible
still unknown systematic effects that could explain the observed anomaly. We
deliberately
do not attempt any theoretical or phenomenological interpretation of the results.
Anyway, 如果说中微子速度比光速快,那可麻烦大了。那么我们用来描述中微子的很多的方法都不对了,包括中微子的能量寿命等等~
或者就像一些人说的一样,我们已经有Lorentz变换的violation等等来伺候这个结果。其实大众都不知道,这个实际上也并没有像是大家认为的那样重要,我们一直在修正Einstein的理论,早就知道有问题,而且有很多不同的修正,甚至包括光速依赖于光子能量(),等等。早在六七十年代,就有人提出了非常著名的Brans Dick理论,认为质量是一个标量场产生的。时至今日,各种各样的关于引力的理论有很多。甚至也有一些对基本原理进行变动的理论,包括我们一直认为正确的Lorentz变换(这个是从别人口中听说的,我以前都不知道)。
不过,开玩笑的说,如果是真的,那我们该怎么办,那太简单了,以后所有公式里面的光速变成中微子的速度就行啦(前提这是个不变量……),你把现在的公式看做正确公式的泰勒展开的0级项,一般情况下后面的一级近似就已经小得不得了了……这个真是开玩笑,如果要是比较靠谱的解释,我想tachyon理论应该是比较好的候选。
(我以前只是听说过tachyon,但是从来没有仔细看过。最近翻了一下相关文章,发现大家已经做了很多关于这种尚未证实存在的东西(tachyon)的thermal dynamics…还有tachyonic dark energy,因为tachyon的物态方程正好是介于-1和0之间,跟现在的一些dark energy模型很相似,还有tachyon inflation(暴涨),tachyon场论等等。简单的说,就是如果中微子是tachyon,那么它的质量的平方是负值。这就导致了场方程里面一个系数出现跟正常物质相反的符号,从而导致速度是高于光速的。)
补充一下:
大牛Carlo Rovelli在twitter上说:
“ Everybody disregards speed limits in Italy. We wait conformation to take this seriously, OK? ”
2. 豆瓣物理组有个讨论贴,里面大部分都是吵的,但是有几层是比较专业的,可以去看看:
3. 如果有什么疑问,先看这篇文章后半部分听众的提问:
(比如时间校准的问题之类的,这里面有些相关信息。)
4. 上面的豆瓣贴中有人提到neutrino质量平方为负的性质,是说这个是tachyon。
5. 关于超光速,如果想要补课,可以wiki:
6. 有位PhD站出来说:OPERA的结果其实应该是有24ns的统计误差,而且置信度只有2sigma。所以这个结果可信度不够大。
意味着你们总想搞个大新闻简直就是作死……(还好证伪了,三观又差点被洗……
已证实是仪器的连接没有连好导致的时间误差。。。
意味着他们测量错了。。事实是,有根线没插好
在玻璃这种介质中,中微子和光速谁更快?中微子以接近光速运动,不管是在什么介质中,而可见光在玻璃等高折射率物质中,速度只有原来的几分之一,所以,中微子要快多了。
某种程度上,测不准原理与相对论并不矛盾,也许科学家可以用测不准原理来解释观察到的现象吧,否则就是物理学天文学要开辟新篇章了,呵呵
科学就这样,
每个阶段总会有局限性.没有突破和发展,还是科学吗?
至于比光速快的物质肯定是有.爱因斯坦在把光速设定为最大速度,本身就有着局限性,他只是为了使能量守恒定律在数学上显的很漂亮而已.
就像哥白尼不会发现银河系真正的面目,爱因斯坦也只是物理学道路上的大师,而不是物理学的终结者
不要迷信爱因斯坦,要有推倒他的理念,才会有更多的发现,和真实的世界
过了这么久居然发现这个问题……结果无比搞笑啊!意大利人搞科学跟他们做面条一样不靠谱!
意味着相对论以及其一切衍生科学都错了。。。
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到底有没有比光速还快的一种物质运动速度?收藏
到底有没有比光速还快的一种物质运动速度?
第五维中应该有
没人能准确的回答你这个问题吧…
黑洞周围的空间就超光速了
我觉得肯定有…就凭人们总是说的一个个不可
至少相对论中不存在
快子(tachyon)也被称为迅子、速子,是一种理论上预测的超光速次原子粒子。这种由相对论衍生出的假想粒子,总是以超过光速的速度在运动。快子与一般物质(相应地称为慢子(tardyon))的相互作用可能不明显,所以即使其存在也不一定能侦测得到。在狭义相对论中,快子具有类空的四维动量和虚的原时,并被限定在能量-动量图中的类空区间部分。因此,它无法降低速度至亚光速状态。
按照爱因斯坦相对论的说法,速度超过光速的物质是不存在的。前两年欧洲原子能中心说在实验中发现了疑似超越光速的物质,并可能因此推翻爱因斯坦相对论,引起了不小的轰动,可后来被证实是实验失误。
在我们“这里“没有
孩子,偶听一位长者说过
好吧。目前不存在
理论上是有的因为速度是没有最大值的。事实上呢,你可以这样,向前走三步,然后你自己亲自命名这三步的距离是“三光年”,则问:你走路是否已超光速?
射电天文望远镜、每秒3亿光年开外速度!
有,去年2月份麻绳理工大学已经发现了,我记得很清楚那时给我手机发的新华快讯,你可以百度查一下。
16楼SB了……
18楼SB了……
各位大神好NB 小弟佩服啊
楼主请参考12楼
噗!!!吐血!16楼的回答让我感觉我的语文和物理白学了!!!
没有,因为光速在绝对真空的速度会更快的
对撞机不是实验过了吗?中微子啊!
不是某过说发现超越光速的物质了么
基于光速的测量手段如何测量超过光速的物质?
咦!这位同学,我看你玉树临风,天赋异秉,将来必成大器。现在给你个小小的考验,我头像里面有个“关注他”按钮,你把它点了,然后我们再来谈谈拯救世界的问题,你看如何?
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当火车快将驶至之际,玩命伏到路轨上,惊险万分。
  有太多的奥秘等着你去发现――神奇的微观世界
  量子纠缠――由两个或两个以上粒子组成系统中相互影响的现象,这种影响不受距离的限制,即使两个粒子分隔在直径达10万光年的银河系两端,一个粒子的变化仍会瞬间影响另外一个粒子……
  也就是说不管两个粒子(之前相互纠缠)距离多么遥远甚至是星系的两端,一个粒子的变化立即就影响到另外一个粒子。如此现象导致了“鬼魅似的远距作用”(spooky action-at-a-distance)之猜疑,彷佛两颗粒子拥有超光速的秘密通信(就像念动咒语)一般。
  这种现象及其含义看起来是如此有悖于常理,以至于爱因斯坦本人称它为“幽灵一般的”,并且认为它将导致量子论的衰落。然而,科学家们后来发现,量子纠缠――“上帝的效应”,是爱因斯坦很少犯的―但也许是最大的―错误之一。
  “鬼魅”(spooky)一词出自爱因斯坦之口,他曾经推断,这种“鬼魅般的超距作用”(spooky action at a distance),似与狭义相对论中所谓的局域性(locality)相违背。因此直到过世前他都没有完全接受量子力学是一个真实而完备的理论,一直尝试找到一种更加合理的诠释。
  这也是当初爱因斯坦与玻理斯&波多斯基、纳森&罗森于1935年提出以其姓氏字首为名的爱波罗悖论(EPR paradox)来质疑量子力学完备性的原因。
  量子纠缠证实了爱因斯坦不喜欢的“超距作用”(spooky action in a distance)是存在的。量子纠缠超越了我们人生活的四维时空,不受四维时空的约束,是非局域的(nonlocal),宇宙在冥冥之中存在深层次的内在联系。
  那么纠缠状态下的粒子是如何联系的呢?一个不稳定的大粒子衰变成两个小粒子,衰变的瞬间两个粒子逆向分开,假设A粒子左旋,那么B粒子必然右旋,反之亦然。由量子力学得知,A是左旋还是右旋在没有观测的条件下是一个概率事件,于是我们不去观测任意一个粒子,直至他们分开达数万甚至数亿光年,此时再进行观测A粒子,当A粒子的旋转方向因观测而变为已知时,B粒子应该在瞬时坍塌成与A粒子相反的旋转方向。但是,注意了,此时两个粒子相隔亿万光年,而我们所处的世界还没有超越光速的信号传递,他们是怎么样瞬时达成这种旋转方向上的协议?
  在打个比方,比如一对相互纠缠下(心灵感应)的“兄弟2人”,其中哥哥在天马星系上,弟弟却在仙女星系上,假设两星系相距2万光年。如果正常情况下,哥哥联系到弟弟,那么走无线电波(光速)需要2万光年, 既然哥弟俩是纠缠兄弟嘛,可以这样来:
  做哥哥的拿起一只手,“啪”给自己来了一巴掌,但是这一巴掌打在左脸和右脸是不知道了,打完后才知道:如果哥哥是打在左脸上,那么远在仙女星系的弟弟就会感到右脸是火辣辣的疼啊。
  但是两兄弟之间的“疼”是如何跨越如此远的距离瞬间传递的呢?
  这种传递的速度确实能把光速甩几条街!鬼魅的微观世界还不止如此!
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