人類物理學的兩大支柱:量子物理學和廣義相對論交鋒的場所。


它是目前人類物理學的兩大支柱:量子物理學和廣義相對論交鋒的場所。

人類物理學的兩大支柱:量子物理學和廣義相對論交鋒的場所。


人類物理學的兩大支柱:量子物理學和廣義相對論交鋒的場所。


量子力學主要描述的是在極小尺度下的物理規則,而廣義相對論則通常是用來描述大尺度的宇宙空間的性質,可以說這兩種理論有著各自的適用範圍,但矛盾在於,這兩種理論在目前無法融合在一起。

物理學家們通過廣義相對論推導出了黑洞的存在,但是這種奇特的天體卻具有顯著的量子效應,也就是說,這兩種理論都可以在黑洞的性質中得到體現,無怪它成為兩種理論交鋒的最新場所。

引發爭論的源頭還是那篇在2012年7月份,美國加州大學聖芭芭拉分校兩位理論物理學家和他們的學生(如今這四個人作為引發爭論、發現這個悖論的創始者被稱為AMPS)發表的論文預印本:《黑洞:互補性或是火牆?》(Black Holes:Complementarity or Firewalls)。

這篇論文把量子物理學和廣義相對論的矛盾集中在了黑洞的邊界——視界(Event Horizon)上,這讓這場震動了整個物理學界的爭論有了一點坐而論道的意味:

沒有任何人可以接近黑洞,或是真正在黑洞的邊緣進行實驗,但是這些全人類最優秀的頭腦卻在思考一對在黑洞的視界邊緣、狀態緊密的相關粒子,如果當其中之一進入了黑洞,會發生什麼情況。

人類物理學的兩大支柱:量子物理學和廣義相對論交鋒的場所。


在理論上,這種由廣義相對論推導而出的天體遭遇到量子力學中最為奇特的一種現象:量子糾纏(Quantum Entanglement),矛盾也就由此產生。

愛因斯坦從來沒有掩飾過他對於量子力學的不信任,他不認為量子力學的概率性表達揭示了自然界的規律,他對於量子力學中玄而又玄的量子糾纏現象尤其懷疑,稱這種現象為“鬼魅般的超距作用”(Spooky Actionata Distance)。

人類物理學的兩大支柱:量子物理學和廣義相對論交鋒的場所。


人類物理學的兩大支柱:量子物理學和廣義相對論交鋒的場所。


兩個處於糾纏態的粒子,無論相隔多少光年,它們之間的狀態始終不受空間的影響,相互糾纏,這明顯違背了相對論,但是令人不安的是,量子糾纏現象已經被各種實驗證實,成為了量子力學最基礎的概念之一。

如今,在黑洞的邊緣,這種鬼魅般的超距作用,似乎準備開始報復愛因斯坦,於是理論物理學又面臨著這樣一個問題:愛因斯坦錯了嗎?廣義相對論的等效原理是否還適用?


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