评《爱因斯坦的幽灵——量子纠缠之谜》
评《爱因斯坦的幽灵——量子纠缠之谜》
[摘要]科学也有倒退的时候,现时世上居然传播着一条物理学家盲目编造的特大、特时髦的谎言:当测
量一个粒子时,另一个与之关联的粒子会瞬时改变状态,无论它们相距多么遥远。这个隔空联动情况称
非定域关联,常称非定域性。谁知竟不断有圆谎实验演示震惊世界,而且喋喋不休鼓吹成就斐然。著名
瑞士物理学家尼古拉·吉辛夸口:“未来的科学史家将把我们的时代描绘为非定域性伟大发现的新纪元
。”著名奥地利物理学家安东·泽林格根据非定域性相关的理论和自己的实验结论预言:“也许一千年
后真的能够隔空传送一只咖啡杯。”爱因斯坦曾称之为幽灵隔空作用和传心术,薛定谔直指之为巫术,
连最信非定域关联的查尔斯·贝内特都坦言它像伏都教的通灵术。可怕的是,这个盲目编造的谎言泛滥
于各种媒体,包括顶级学术期刊、教科书和科普读物。很遗憾,郭光灿院士担纲撰写的《爱因斯坦的幽
灵——量子纠缠之谜》一书,也宣扬错误的思想、错误的概念和错误的理论,以及宣扬虚假的实验事实
,这恐怕会严重误导公众及误人子弟,有悖于芦笛曲丛书的出版宗旨,这套丛书肩负国家科技计划科普
化的示范,不同于科幻书籍和消遣读物。我国科普法中有一条:“科普工作应当坚持科学精神,反对和
抵制伪科学”。不管打着什么样的科学旗号,宣扬幽灵隔空作用和隔空传送信息无异于宣扬传心术,老
百姓都能判断,这种法术不折不扣属伪科学。量子力学是正确的,可以预期,这理论中导致伪科学兴起
的某些错误推论,编造的实验,以及种种诡辩,都必定终将成为反面教材和世人的谈笑资料。为从根本
上反对和抵制这类伪科学,现在这篇文章中讲了对量子真相的探究结果和对量子力学的理解,并指出对
它的误解会引起许多谬误,如波函数坍缩假设的谬误、贝尔不等式的谬误、量子退相干纲领的谬误、量
子态不可克隆定理的谬误和隔空传物理论的谬误。特别强调,量子纠缠决不意味着存在幽灵隔空作用,
倒似乎暗示着真相:“幽灵缠身、阴魂不散”,二者的关联是特别定域的。这个比喻的“幽灵”在物理
上就是量子纠缠中另一个初包的不含峰片,这个论断合乎逻辑,也很直观,重要的是消解EPR佯谬,也
说明量子论与相对论无冲突,以及终结了爱因斯坦与玻尔在量子实在性和量子力学完备性问题上的争论
。初包的不含峰片是一种准实体,一切量子现象中都有它们的身影,无它们就无量子世界和量子理论。
描写微观粒子的初包模型是对量子力学的本体实在论
诠释,这模型综合了微观客体的波粒二象性质,根
本上调和了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说的冲突。以上这些只是个人的见解,不过,即使没有这个模
型,我们也可以像爱因斯坦和薛定谔等前辈,绝对不信自然界会有那种隔空联动情况发生。《爱因斯坦
的幽灵——量子纠缠之谜》书中也说:“即使超距作用最坚定的支持者也不得不承认,至今还没有一个
实验确定无疑地证实了超距作用的存在”。这是真话,否认这点要么是搞错,要么糊涂,或者另有目的
。在应用上,恐怕连“您好”这样一条最简单的信息也不可能隔空传送成功,不用再说别的。量子纠缠
的非定域性不是一个谜,而是盲目编造出来的谎言,基于非定域关联的量子态隐形传输、永远解不开的
量子密码和量子计算等,过去实事一项无成,未来也无望会有任何成就。现在可以肯定,量子纠缠本身
是一种特别的定域关联结构,而不是一种隔空联动效应,所以,所谓量子的非定域性并非伟大的发现,
而是一个世纪大谎言,务必彻底揭露之,并清算它的祸害,让量子力学基础的研究和量子信息技术的开
发回归正道。
内容目录:
一.引言
二.评《爱因斯坦的幽灵——量子纠缠之谜》
三.对量子力学的无佯谬诠释
1.对量子干涉的无佯谬解释
2.对量子纠缠的无佯谬解释
3.对宏观物体经典性的无佯谬解释
4.量子力学潜波诠释的意义
四.对量子态叠加性和海森伯不确定关系式的理解
1.对量子态叠加性的理解
2.对海森伯不确定关系式的理解
五.误解量子力学引起的谬误
1.波函数坍缩假设的谬误 
2.贝尔不等式的谬误
3.量子退相干纲领的谬误
4.量子态不可克隆定理的谬误
5.隔空传物理论的谬误
六.结论
一.引言
郭光灿院士担纲、高山执笔撰写的《爱因斯坦的幽灵——量子纠缠之谜》于2009年9月出版,属北京理
工大学出版社的“芦笛曲丛书”,为“十一五”国家重点图书出版规划项目和国家科技部科技计划科普
化示范项目。据介绍,郭光灿现为国家科技部973项目“量子通信与量子信息技术”首席科学家,中国
科学院知识创新方向性项目“量子通信技术的研究”首席专家,国家基金委创新体学术带头人,中国
科学院量子信息重点实验室主任。作为创作助手的高山,是悉尼大学科学史与科学哲学系博士研究生,
专业方向为量子力学基础。
科学时报的一位记者报道:“《爱因斯坦的幽灵》介绍了让全球科学家着迷不已的、最为神秘的量子纠
缠现象,让我们看到了科学家们试图揭开量子纠缠这一跨世纪谜团的探索之路,更让我们明白了这小小
的量子纠缠正在当今世界大显身手——从量子密码到完全保密的量子通信,从量子计算机到未来的量子
互联网……。”“郭光灿院士说,在范春萍向他提出这件事以后,考虑到量子纠缠之谜是一个非常深刻
的问题,是当前一个非常重要的研究领域,可以借此机会给所有对此感兴趣的人讲清楚什么是纠缠,于
是就毫不犹疑地答应了。”“关于科学家的科普责任,郭光灿说,中国所有的科学家、科研工作者都应
该有这种意识,将科普工作当做自己科学研究工作中的一部分,视为自己的责任。科学家是拿着纳税人
的钱在做科研,从而取得成果。除了取得成果,应该还对纳税人即百姓有所交代,对公众讲理论、最新
进展,给公众释疑解惑,其次也是提高大众的知识水平。”
此书的执笔人是高山,他是对量子力学基础潜心研究的专家之一,一位诚实的奋发追求真理的学者。量
子力学的诠释纷纭,他过去的专著不乏价值,不过,科普书不同于专著,加之此书撰写由郭光灿院士担
纲,非同凡响,因此很有必要进行评论和激起争论。后面的节三至节五是企图把评论的意见提升为结论
,结论事关重大,关系到国家有关的重点科研项目的立项和实施,以及关系到人才的培养,望学术界密
切关注和开展讨论。
的确,写本科普读物不容易,要照顾权威性、思想性、真实性、知识性、趣味性和可读性,愿意写和有
时间写的专家少之又少,特别是涉及艰深难懂的前言科技,作者的费心和辛苦更不用说,他们理应倍受
尊重和钦佩。另一方面,大家也不愿去做书评,说些好话还行,表示一下欣赏或做个人情,做负面的评
论,何苦去得罪人。现下这篇评论与其说针对《爱因斯坦的幽灵——量子纠缠之谜》,不如说针对令人
心焦的严重事态,我国已成为幽灵隔空作用的重灾区,在这方面国际领先不是一件好事情。不管谁过去
所持的思想和观点如何,现在还坚持什么,希望我们能通过交流,在探求事实真相和真理的征途上携起
手来。
二.评《爱因斯坦的幽灵——量子纠缠之谜》
对书名:《爱因斯坦的幽灵——量子纠缠之谜》
此书名似乎提示,爱因斯坦的幽灵是量子纠缠之谜。书中介绍科学家们试图揭开量子纠缠这一跨世纪谜
团的探索之路,特别宣称:“微观粒子之间的确存在某种超越时空的量子纠缠,而基于这种纠缠对一个
粒子的测量将会瞬时地影响另一个粒子。爱因斯坦曾将这种影响称为“幽灵般的隔空作用”,以表示他
坚定的不相信,然而,实验告诉我们这种超距作用是真实存在的。”
点评:至今没有一个实验证明超距作用
真的存在,因此谈不上爱因斯坦的幽灵是量子纠缠之谜,似乎应
从不信超距作用的立场去探索揭开量子纠缠谜团之路。
对引言:“从伯特曼先生的袜子说起”
引言介绍称,贝尔发现微观粒子之间存在着神秘的关联,贝尔的发现被认为是20世纪科学最深远的发现
之一。
点评:贝尔的这个所谓发现和被承认,是20世纪物理学上犯一个大错误的开始。
引言中谈到:
“伯特曼喜欢穿两种不同颜的袜子,并且每只脚上穿的袜子的颜都是随意的。但是两只袜子的颜
之间总存在一种关联。当看到他一只脚上穿的是粉红的袜子时,便可确定他另一只脚上的袜子不是粉
红,而不必去实际看一下。...它们的颜关联源于过去的一个共同原因,那就是伯特曼先生的决定
。这种关联在宏观世界中司空见惯,没什么奇怪的。”“20世纪60年代,贝尔发现,微观粒子之间存在
着更为神秘的超光速关联。当测量一个粒子时,另一个与之关联的粒子会瞬时改变状态,无论它们相距
多么遥远。...他设想微观粒子只是更小的小球,它们具有确定的性质,正如袜子具有确定的颜一样
,不论观察与否。而当两个小球相互作用后分开很远时,它们之间也不存在瞬时的关联和影响。当测量
灵一个粒子的状态时,这种测量影响只能以有限的小于等于光速的速度传播,并经过一定延时后才能达到
另一个粒子。然而,让贝尔惊奇的是,由这些最自然不过的假设所导出的结论(一个简单的不等式)却
与量子理论的预言相矛盾!推导中用到的逻辑和数学都是严格的,不会有问题;而量子理论是迄今为止
人类关于自然的最基本的理论,它已经为大量实验所验证,也不应当怀疑。的确,物理学家们很快证实
,贝尔不等式直接与实验结果相矛盾。因此微观粒子之间确实存在某种超越时空的神秘纠缠,这种纠缠
是伯特曼的袜子所不具有的。”
我们知道,1981年贝尔发表了一篇文章“伯特曼的袜子和实在的本性”,他问,EPR难事(EPR busines
s)正好是与伯特曼的袜子关联一样的吗?他发现微观粒子间的纠缠不能用这样的关联方式来解释,因
而认为量子纠缠不是出于过去的一个共同原因。我们现在设想,假如伯特曼的妻子把他的一只粉红袜
子和另一只蓝袜子各前后剪开,不同颜的两半缝在一起。这时当贝尔与伯特曼碰面时,看到他左脚
上的袜子是粉红时,断定右脚上的一定是蓝。可是当他一转身,贝尔跟在后面看到他左脚上的袜子竟
变成蓝,这时可以断定右脚上的一定是粉红。贝尔觉得十分奇怪,但终于到了EPR难事的“答案
”,其中的关联
不是出于过去的一个共同原因,必有一种神秘的影响在起作用。当然,假如贝尔知道伯
特曼的妻子耍的花招,就一定不会感到奇怪了。这样说来,量子纠缠的奇特性不是体现在互相的神奇关
联上,而是体现在一种重新安排的结构上,如伯特曼之妻耍了的花招。薛定谔认为:“任何发生的“预
言的纠缠”显然只能归于这个事实,即这两个物体在较早的某个时候形成真实意义上的一个体系,而且
二者已经留下各方的印记。”因此完全可能,量子纠缠同样是出于过去的一个共同原因,详见后面的节
三.2。关于贝尔不等式的推导,虽然看来前提简单、明确,逻辑和数学严格,因结论奇怪,所以我们必
须严密审查前提中是否还包含着其它默认的假设。其实,贝尔不等式的推导除标明的前提外,还有一个
想当然的、默认的假设:量子力学的观察量是潜变量的统计平均值,也就是说,贝尔利用了经典(柯尔
莫戈洛夫)几率理论,这是一个致命的错误,所以贝尔所发现的超距关联不是真的事实,详见后面的节
五.2。
对第一章:“幽灵出世”
这章首先介绍了量子纠缠问题的起源和它的神秘性所在,接着提出,如何理解纠缠过程中存在的超距作
用?
点评:超距作用子虚乌有,不存在如何理解它的问题。
这章中谈到:
(1)“尽管爱因斯坦坚定地认为微观世界依然如此[像宏观世界一样平淡无奇],量子理论却预言微观粒
子之间存在一种超越时空的无缝纠缠。”
(2)“例如,在一次实验中,在相互作用后1秒时测量两个电子的位置,结果分别为-1.59米和0.41米;
而在另一次相同的实验中,在相同的时刻测量两个电子的位置,结果却是-0.17米和1.83米。这里,我
们设定两个电子分开时的位置为坐标原点0。尽管在相互作用后1秒时测量两个电子的距离总是确定的2
米,但每个电子的位置却是不确定的、随机的。此外,尽管两个电子的速度测量值总是大小相等、方向
相反,但是其数值同样是随机的。例如,在一次实验中,测量两个电子的速度,结果分别为-1.12米/秒
和1.12米/秒;而在另一次相同的实验中,两个电子的速度测量值分别为-0.91米/秒和0.91米/秒。这种
随机性是一个意料之外的新现象。无论使用多么精确的测量仪器,都无法消除这种随机性。于是我们发
现,两个经过一定相互作用之后分开的电子之间存在着一种随机相关性,而不是像小球那样的确定相关
性。这种随机相关性似乎比确定相关性更强,从而暗示电子之间的纠缠会更加紧密。”
(3)“阿斯派克特等人在实验上令人信服地证明了量子非定域性的存在。”
(4)“贝尔最初是想利用
爱因斯坦所坚持的定域实在图象来解释EPR实验,然而,他却意外地推导出一个
不等式,并建立了不可能性证明。贝尔发现,任何与量子力学具有相同预测的理论将不可避免地具有非
定域性特征。这个结论被称为贝尔定理。具体地说,量子力学预言在相互纠缠的微观粒子(如电子、光
子等)之间存在某种非定域关联;如果对其中的一个粒子进行测量,另一个粒子将会瞬时“感应”到这
种影响,并发生相应的状态变化,无论它们相距多远。至今贝尔定理已得到大量实验的证实。”
(5)“必须承认,尽管量子物理学家可以计算和应用量子纠缠,他们至今仍不理解其背后的神秘机制。
本书的主要目的就是要探究这个最深邃的世纪谜题。”
“神秘性之一:纠缠的主体是什么?究竟是谁在纠缠?
神秘性之二:纠缠是如何形成的?纠缠的形式究竟是怎样的?
神秘性之三:纠缠能被解开吗?怎样才能解开纠缠呢?
神秘性之四:如何理解纠缠过程中存在的超距作用?它和相对论又如何结合呢?”
对于(1),量子力学在形式上好像预言了微粒之间存在一种超越时空的无缝纠缠,如果量子力学不是一
个对实体的完备描述理论,则它实质上不一定意味着这纠缠是超越时空的。爱因斯坦在1946年写的“自
传笔记”中把超距作用比作传心术,不信自然界存在这样的作用。他不满意波多尔斯基执笔的EPR文章
,在自传笔记中细述了对量子力学描述不完备性的论证。他写道:“现在在我看来,我们可以谈论部分
体系S_2的实在的真实状况。关于这个实在真实状况,在对S_1的测量之前,我们开始知道的比对psi函
数描述的体系知道的甚至更少。但是,依我之见,我们应绝对坚持一个假设:体系S_2的实在状况无关
于对远离的体系S_1做了什么。可是,按照我对S_1所做的测量类型,对第二个部分体系我得到一个很不
同的psi_2(psi_2,psi^1_2,...)。然而现在,S_2的实在状况必定无关于在S_1上发生了什么。因此,
对于S_2的同样实在的状况,按照我们的选择,可以发现psi函数的不同类型。(我们可以避免这个结论
,仅当要么假设S_1的测量(传心术般)改变了S_2的实在状况,要么否认彼此远离事物的独立实在状况
本身。二者似乎对我都是完全不能接受的。)[这里用符号^表示上角标,用符号_表示下角标]”“眼前
这个理论的统计特性因此必应是这个体系在量子力学中的描述不完备的后果,而且不再存在任何理由假
设物理学的未来基础必须建立在统计学之上。”爱因斯坦在1947年3月给玻恩的信中称非定域作用为幽
灵隔空作用。信中说:“我不能虔诚地相信[这量子理

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