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想象不到的方式证明量子物理理论
科学原理
2026-02-11
菜科探索
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科学家用想象不到的方式证明量子物理理论——“幽灵般的远距效应”。
量子的概念自1900年普朗克首先提出的，到今天已经一百一十多年。
量子物理理论：电子激发态跃迁到基态，原子会发光。
爱因斯坦研究了这一过程，并称其为自发辐射，但他无法计算自发辐射系数。
解决这个问题需要发展电磁场(即光)的相对论量子理论。
而爱因斯坦提出量子理论的同时，对量子纠缠理论解释却是不完整的，这也引起了科学家的争议。
不过最近有人通过人类意识来解释该理论，似乎是可以行得通的。
约100年前，阿尔伯特·爱因斯坦提出了一套饱受争议的量子物理理论，即“幽灵般的远距效应”（spooky action at a distance）。
他认为量子纠缠理论不够完整，有所缺失。
如今，一名科学家希望证明爱因斯坦的理论是正确的。
而他借助的工具其实与量子物理关联不大——人类意识。
量子纠缠是指，两个粒子即使相隔数光年之遥，也能够具有相互联系的特性。
因此，在两个粒子间传递的信号传播速度必须超过光速才行。
爱因斯坦认为，这说明量子纠缠理论存在漏洞，但他不清楚究竟缺少了什么。
为完善爱因斯坦的理论，物理学家约翰·贝尔（John Bell）于1964年发明了一项测验，史称贝尔测验。
在这项实验中，他制造了两个相互纠缠的粒子，让它们以反方向运行，同时用一台设备测量每个粒子的旋转情况。
他还使用了一台随机数产生器，改变设备设置，因此每个粒子不可能知道另一个粒子的设置如何。
就这样，他对几对随机设置的、相互纠缠的粒子进行了测量。
如果爱因斯坦的猜想正确、的确存在幽灵般的远距效应，该测验的测量结果应当在多次实验中得到反复验证。
但到目前为止，所有实验都显示他是错误的，幽灵般的远距效应并不存在。
而他借助的工具其实与量子物理关联不大——人类意识。
但一些科学家认为，随机数产生器生成的结果未必随机，也许受到了某种尚未被物理学发现的内在机制影响。
加拿大圆周理论物理研究所（Perimeter Institute for Theoretical Physics）的卢西安·哈迪博士（Dr Lucien Hardy）利用人类思维这一特殊工具，试图绕开这一机制的影响。
哈迪博士设计了一套实验，将两个粒子分隔100公里，每端安排100位受试者。
每位受试者都需要戴上可读取其大脑活动的头罩。
他们的脑活动信号被用来控制测量设备的设置。
哈迪博士希望对每个粒子进行多次测量，也许其中有一小部分粒子在到达目的地之前、其设置就已经在受试者大脑活动的影响下发生了改变。
他认为如果两个粒子测量结果的关联程度与此前的贝尔测验不同，就说明幽灵般的远距效应的确存在。
哈迪博士指出：“如果利用人类或其它动物的意识、取得了与量子理论不符的实验结果，这将令人大为振奋。
我想象不出物理学领域还有什么实验结果能产生如此大的冲击。
至于这究竟意味着什么，我们将通过辩论来解决。
“
除了证明爱因斯坦的猜想正确之外，这一发现还提出了自由意志的问题。
哈迪博士表示，就算整个物质世界都由物理学掌控，假如人类思维由其它物质构成，我们便可利用自由意志超越物理学的限制。
他指出：“这无法解决问题，但肯定会大大影响自由意志这一说法。
”
日内瓦大学的尼古拉斯·吉辛教授（Professor Nicolas Gisin）对哈迪博士的实验表示期待，但对使用非结构化的大脑信号控制设备设置这一点，他表示有所怀疑。
他认为这和随机数产生器没什么区别，最好用有意识的人类思维开展实验。
吉辛教授指出：“实验结果很有可能平平无奇，量子物理也不会为此改变。
但如果实验结果令人大吃一惊，将产生巨大影响。
这将是科学家第一次触及意识问题。
”
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