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比双缝实验更可怕的贝尔不等式检测,我们的世界是真实存在?

    人类是地球上最有智慧的生命,从人类诞生到现在,人类一直都在研究世界的奥秘,人类经过几千年的时间,已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度还是很快的,在人类漫长的发展过程中,曾经出现过很多诡异的实验,这些实验让人类的三观都发生了变化,比如说双缝干涉实验,双缝干涉的产生要从1913年开始说起,当时波尔在一次实验中,提出了氢原子的量子化假设,后来到了1924年的时候,德布罗意提出了物质波的概念,他认为电子可能是一种波,并且利用实验证明了这一点,后来科学家发现光的运行和电子的运行是一样的,当时有很多科学家都认为电子是一种波。

    不过在科学界还有一些科学家认为光是一种粒子,光到底是粒子还是波在科学界争论不休,为了证明光到底是粒子还是波,于是科学家做了双缝干涉实验,双缝干涉实验把量子世界和量子力学的诡异性表现的淋漓尽致,在我们正常人的认知当中,万物都是可以确定的,都是能够描述的,也是能够预测的,在经典物理学中,我们能够计算出物体的运动轨迹和方向,并且能够预测未来能够发生的一些事情,但是双缝干涉实验彻底颠覆了人类的认知,首先科学家将一个挡板放在前面,挡板上有两条狭缝,挡板后面是屏幕。

    然后向挡板发射光,大部分光会被挡板挡住,光线只能够通过两个狭缝,如果光是粒子,那么屏幕上就会出现两道杠,如果光是一种波,那么就会出现多条杠,也就是干涉条纹,科学家经过第一次实验之后,发现墙上出现了明暗相间的干涉条纹,这个结果证明了光是一种波,后来科学家做了第二次实验,不过这次实验和第一次实验不同的地方在于,科学家在狭缝的后面加上了电子探测器,这样能够准确的看到光子是从哪个孔穿过去,最后科学家发现,光子要么从左边穿过去,要么从右边穿过去,这个实验结果证明了光是一种粒子。

    最终科学家定义光具有波粒二象性,经过这次实验之后,科学家发现,光到底是波还是粒子和观测者有关系,当双缝干涉实验在没有观测者的时候,粒子就处于叠加状态,这个叠加的状态通过双缝的时候,有一半会通过A缝隙,另一半会通过B缝隙,在没有观测者的时候,量子处于叠加状态,所以我们看到的就是粒子形态,当我们去观测它的时候,就能够看到它到底是从A缝隙还是从B缝隙穿过,由于粒子的路径被锁定了,所以干涉条纹也就消失了,这个时候它就变成了波。这个实验告诉我们观测者能够决定事物的最终结果。

    这个实验不仅仅颠覆了人类的传统认知,而且也让科学家对世界有了进一步的认识,在量子世界中,原本所拥有的因果定律可能是不存在的,通过这个实验,很多科学家表示,自己可能从未懂过量子力学,不过在量子力学当中,除了双缝干涉实验之外,还有比它更可怕的实验,这个实验就是贝尔不等式,贝尔不等式是1964年,英国物理学家贝尔提出的一个定理,他证明了如果隐形变量存在,对于两个相互关联的粒子进行不同的测量,得到的相关系数必须满足一些约束条件,无论这些隐形变量的具体形式是什么样子的,但是在量子力学中的纠缠态,可以不满足这样的约束条件。

    在量子力学的所有特性中,自旋的量子化很难用经典物理学来解释,在1935年,爱因斯坦和波多尔斯基、罗森发表了一篇名为《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗?》论文,这篇论文的大概意思是:一对纠缠的粒子,如果将两者分开几万光年,当我们对其中一个进行测量时,那么另一个粒子也会受到影响,比如说A粒子自旋为上,因为两者处于纠缠状态,那么远处的B粒子自然就是自旋向下的,哥本哈根认为,在测量A粒子之前,它是处于既向上又向下自旋的叠加态,而测量行为一旦发生,波函数坍塌,就会得到唯一的测量结果,这个时候叠加态就会消失。

    爱因斯坦认为这个过程存在漏洞,首先他不认可粒子的自旋状态需要测量后才能够得知,因为这样是不符合物理实在性的,粒子的状态应该从一开始制备出来就是确定的,比如说我们的地球,如果我们闭上眼睛,地球就不存在了吗?爱因斯坦认为自旋状态其实早已经确定,无论A和B相隔多远,只要其中一个粒子被观测到,那么另一个粒子也会被观测到,就像一双鞋一样,将它们分别放在地球和火星上,如果地球上的鞋是左脚穿的,那么火星上面的鞋一定是右脚穿的,在当时哥本哈根学派和爱因斯坦学派一直争论这个问题。

    当时这个问题一直都没有得到解决,直到贝尔出现后,提出了一个著名的数学不等式,简单来说,如果实验的结果违背了贝尔不等式,那么定域实在性不攻自破,这就证明爱因斯坦是错误的,贝尔不等式推导过程:Ax Ay Az Bx By Bz,+ + + - - - 设出现的几率为N1,+ + - - - + ......N2,+ - + - + - ......N3,+ - - - + + ......N4,- + + + - - ......N5,- + - + - + ......N6,- - + + + - ......N7,- - - + + + ......N8,假设Pxy的意义是粒子A在x方向上和粒子B在y方向上的协作性,一致的为正,不一致的为负,那么:Pxy=-N1-N2+N3+N4+N+N6-N7-N8。

同理,Pzy=-N1+N2+N3-N4-N5+N6+N7-N8,Pxz=-N1+N2-N3+N4+N5-N6+N7-N8,|Pxz-Pzy|=|-2N3+2N4+2N5-2N6|=2|(N4+N5)-(N3+N6)|<=2[|(N4+N5)|+|(N3+N6)|],因为:所有出现的概率和为1,既:N1+N2+N3+N4+N5+N6+N7+N8=1 带入上式可得|Pxz-Pzy|<=(N3+N4+N5+N6)+(1-N1-N2-N7-N8)=>|Pxz-Pzy|<=1+Pxy,贝尔不等式的出现证明了爱因斯坦错了,在贝尔不等式中,存在三个概率值,它们分别是Pxz、Pzy、|Pxz-Pzy|表示求两个概率的差值的绝对值,绝对值其实就是把负的变成正的,正的依然保持正的,这样才能够保证最终的结果是正的。

    而这个不等式的含义也很简单,就是两个概率差值中的绝对值必须小于或者等于1+第三个概率值,贝尔不等式能够作为人类区分宏观世界和微观世界的一种方式,可以说它给两个世界一个清晰的定义,贝尔不等式最终证明了量子力学是正确的,目前量子力学和相对论被称为是科学界的两大支柱,贝尔不等式不仅仅证明了量子力学的重要性,它让很多人都怀疑这个世界的真实性,我们的世界到底是不是真实存在的?目前科学家也在积极的研究当中,如果说观测者能够改变事物的最终结果,那么我们的世界有可能就是虚拟的,为了证明我们世界的真实性,科学家们也做了很多研究。

    科学家通过超级计算机在持续2000万个小时的工作下,最终成功制造出了一个虚拟的世界,而且从138亿年前的宇宙大爆炸开始模拟,在这个模式实验中,科学家不仅仅模拟了宇宙诞生,所有的宇宙现象、宇宙物质、包括所有的宇宙定律都能够模拟出来,科学家认为,如果我们将时空、时间的概念加入其中,那么我们就能够看到一个完整的虚拟宇宙,并且能够看到宇宙诞生至今的变化,以目前人类的技术已经能够大概的模拟出一个虚拟宇宙来,那么如果宇宙中存在高级文明,它们是不是完全有能力制造出一个真实的宇宙来?

    不少科学家认为,人类极有可能生活在一个虚拟的世界中,目前人类的技术水平已经能够制造出一个完美的虚拟世界来,这导致虚拟世界和现实世界之间的界限越来越模糊, 让科学家感到更加不可思议的是,马里兰大学的研究者曾经在研究弦理论的时候,发现我们的世界中,似乎存在纠正错误的代码,这些代码和我们现在的网络中用来纠正错误的代码是非常类似的,这些都可以证明,我们的世界或许是虚拟的,在微观世界中,虚拟世界的感觉更加明显,每一片叶子、每一个微小的物质都是一个完整的世界,在这些微小的世界中,存在很多原子、分子、夸克等等。

    我们的地球在宇宙中会不会也和原子一样,渺小到根本看不到,这就类似我们人体当中存在非常多的细胞和微生物一样,也许地球就是宇宙中的一个细胞,而地球上的生物是比细胞更小的病毒,目前人类能够观测到的宇宙直径达到了930亿光年,这个范围并不是宇宙的全部范围,可能宇宙比我们想象的还要大,如果说宇宙是一个巨大的生物体,那么我们就是宇宙中的细胞或者是微生物,宇宙外面到底是什么样子的?目前科学家还在积极的研究当中,在我们现有的世界当中,确实存在虚拟世界,比如说人类设计的游戏,相信很多人都有玩游戏的经历,在游戏世界中,人物会根据设定好的剧情和任务进行发展。

    对于人类来说,游戏就是一个虚拟世界,但是对于游戏里面的人来说,它们并不知道自己处于虚拟世界当中,它们认为自己的世界是真实存在的,而我们目前也是一样的,人类也不知道自己是不是处于虚拟世界中,毕竟科学家现在还没有找到宇宙中的BUG,为了解我们的世界,我们必须走出宇宙,这样才能够看到宇宙的全貌,目前人类的飞行速度连太阳系都没有办法飞出去,更别说飞出宇宙了,目前在我们身边确实存在很多不确定的元素,我们对世界物质的认知也并不是全面的,在我们的宇宙中,应该还存在很多人类还没有发现的神秘物质。

    比如说暗物质、反物质、暗能量等等,现在科学家也在积极的寻找这些神秘的物质,人类作为宇宙的产物,在宇宙当中只是相当于一瞬间的存在,对于宇宙来说,任何天体的死亡和毁灭都没有任何影响,就像我们踩死一只蚂蚁,并不会影响地球转动一样。

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