愛因斯坦這個(gè)理論爭議了100年:科學(xué)家嘗試證明
約100年前,阿爾伯特·愛因斯坦提出了一套飽受爭議的量子物理理論,即“幽靈般的遠(yuǎn)距效應(yīng)”(spooky action at a distance)。他認(rèn)為量子糾纏理論不夠完整,有所缺失。
如今,一名科學(xué)家希望證明愛因斯坦的理論是正確的。而他借助的工具其實(shí)與量子物理關(guān)聯(lián)不大——人類意識(shí)。
量子糾纏是指,兩個(gè)粒子即使相隔數(shù)光年之遙,也能夠具有相互聯(lián)系的特性。因此,在兩個(gè)粒子間傳遞的信號(hào)傳播速度必須超過光速才行。愛因斯坦認(rèn)為,這說明量子糾纏理論存在漏洞,但他不清楚究竟缺少了什么。
為完善愛因斯坦的理論,物理學(xué)家約翰·貝爾(John Bell)于1964年發(fā)明了一項(xiàng)測驗(yàn),史稱貝爾測驗(yàn)。
在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,他制造了兩個(gè)相互糾纏的粒子,讓它們以反方向運(yùn)行,同時(shí)用一臺(tái)設(shè)備測量每個(gè)粒子的旋轉(zhuǎn)情況。他還使用了一臺(tái)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器,改變設(shè)備設(shè)置,因此每個(gè)粒子不可能知道另一個(gè)粒子的設(shè)置如何。就這樣,他對幾對隨機(jī)設(shè)置的、相互糾纏的粒子進(jìn)行了測量。
如果愛因斯坦的猜想正確、的確存在幽靈般的遠(yuǎn)距效應(yīng),該測驗(yàn)的測量結(jié)果應(yīng)當(dāng)在多次實(shí)驗(yàn)中得到反復(fù)驗(yàn)證。但到目前為止,所有實(shí)驗(yàn)都顯示他是錯(cuò)誤的,幽靈般的遠(yuǎn)距效應(yīng)并不存在。
但一些科學(xué)家認(rèn)為,隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器生成的結(jié)果未必隨機(jī),也許受到了某種尚未被物理學(xué)發(fā)現(xiàn)的內(nèi)在機(jī)制影響。
加拿大圓周理論物理研究所(Perimeter Institute for Theoretical Physics)的盧西安·哈迪博士(Dr Lucien Hardy)利用人類思維這一特殊工具,試圖繞開這一機(jī)制的影響。
哈迪博士設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn),將兩個(gè)粒子分隔100公里,每端安排100位受試者。每位受試者都需要戴上可讀取其大腦活動(dòng)的頭罩。他們的腦活動(dòng)信號(hào)被用來控制測量設(shè)備的設(shè)置。
哈迪博士希望對每個(gè)粒子進(jìn)行多次測量,也許其中有一小部分粒子在到達(dá)目的地之前、其設(shè)置就已經(jīng)在受試者大腦活動(dòng)的影響下發(fā)生了改變。
他認(rèn)為如果兩個(gè)粒子測量結(jié)果的關(guān)聯(lián)程度與此前的貝爾測驗(yàn)不同,就說明幽靈般的遠(yuǎn)距效應(yīng)的確存在。
哈迪博士指出:“如果利用人類或其它動(dòng)物的意識(shí)、取得了與量子理論不符的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,這將令人大為振奮。我想象不出物理學(xué)領(lǐng)域還有什么實(shí)驗(yàn)結(jié)果能產(chǎn)生如此大的沖擊。至于這究竟意味著什么,我們將通過辯論來解決。”
除了證明愛因斯坦的猜想正確之外,這一發(fā)現(xiàn)還提出了自由意志的問題。
哈迪博士表示,就算整個(gè)物質(zhì)世界都由物理學(xué)掌控,假如人類思維由其它物質(zhì)構(gòu)成,我們便可利用自由意志超越物理學(xué)的限制。
他指出:“這無法解決問題,但肯定會(huì)大大影響自由意志這一說法。”
日內(nèi)瓦大學(xué)的尼古拉斯·吉辛教授(Professor Nicolas Gisin)對哈迪博士的實(shí)驗(yàn)表示期待,但對使用非結(jié)構(gòu)化的大腦信號(hào)控制設(shè)備設(shè)置這一點(diǎn),他表示有所懷疑。他認(rèn)為這和隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器沒什么區(qū)別,最好用有意識(shí)的人類思維開展實(shí)驗(yàn)。
吉辛教授指出:“實(shí)驗(yàn)結(jié)果很有可能平平無奇,量子物理也不會(huì)為此改變。但如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人大吃一驚,將產(chǎn)生巨大影響。這將是科學(xué)家第一次觸及意識(shí)問題。”