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初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)2022電子版資源 初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)2022電子版( 二 )

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可是口說無憑 ， 畢竟物理學(xué)本質(zhì)是一門實驗學(xué)科 ， 有什么辦法能夠證明他們的觀點呢？
牛人出現(xiàn)了啊 ， 1964年英國科學(xué)家約翰·斯圖爾特·貝爾為了支持隱變量理論 ， 提出一個著名的數(shù)學(xué)不等式 ， 稱為貝爾不等式 ， 并打開了EPR佯謬實驗可行性的大門 。
這個不等式是從經(jīng)典物理角度出發(fā) ， 對相互分開粒子的測量所得情況做了一個限制 ， 簡單來講 ， 如果實驗結(jié)果違背貝爾不等式 ， 那么定域?qū)嵲谛圆还プ云?nbsp;， 愛因斯坦就是錯了 。
為了讓大家能通俗理解這個貝爾不等式 ， 下面就用一種非常簡單的推導(dǎo)方式展現(xiàn)一下過程：
建一個三維直角坐標(biāo)系 ， 它有8個卦限
那么粒子的自旋情況就能包含其中 ， 比如分裂出去的第一個粒子A自旋方向在第一卦限 ， 那么從XYZ三軸觀測 ， Ax為+ ， Ay為+ ， Az為+ ， 此時B粒子的自旋方向顯然而A相反 ， 那么Bx、By、Bz都為- ， 依次類推 ， 當(dāng)A自旋方向出在不同卦限里時 ， 與B粒子會有接下來的七種情況 ， 如圖
雖然不知道兩個粒子到底會是哪一種結(jié)果 ， 但這8種情況合起來的概率是1 ， 但在測量時 ， 因為有三種方向可以選擇 ， 因此粒子自旋狀態(tài)的關(guān)聯(lián)程度可以表示為Pxy、Pzy、Pxz ， 其中Pxy指的是從X方向測量A粒子 ， y方向測量B粒子 ， 如果測量結(jié)果一致 ， 那么就為正 ， 不一致就為負(fù) ， 等式寫下來就是這樣Pxy=-N1-N2+N3-N4+N5-N6+N7+N8 ， 以此類推可以寫出Pzy、Pxz 。
之后我們將Pxz和Pzy相減取絕對值 ， 回想起中學(xué)學(xué)過的絕對值不等式||a|-|b||≤|a|+|b| ， 于是可以寫出 ， 這時我們發(fā)現(xiàn)這四項可以變得臃腫起來 ， 意外發(fā)現(xiàn)前面剛好是8卦限概率之和為1 ， 后面正好是Pxy
于是就有了這個不等式 ， 這就是貝爾不等式
上述推導(dǎo)過程 ， 完全是基于經(jīng)典物理出發(fā) ， 也就是滿足定域?qū)嵲谛运玫降慕Y(jié)果 ， 如果實驗結(jié)果能夠驗證這個不等式成立 ， 那就說明這世界上確實有隱變量理論存在 ， 但事與愿違 ， 原本貝爾是想借此證明量子力學(xué)的不完備性 ， 沒誠想?yún)s意外鞏固了量子力學(xué)的正確性 。
這一點和當(dāng)年泊松為了反對光的波動學(xué)說 ， 就用該學(xué)說計算出了“泊松亮斑”的故事有些雷同 。
因而總的來講 ， 雖然獲獎的這些實驗和技術(shù)啊 ， 早已實現(xiàn)多年 ， 但本次諾貝爾物理學(xué)獎的頒布 ， 既是對這些物理學(xué)家的肯定 ， 也是在一個更高的傳播面上 ， 讓大眾對量子力學(xué)有了一次聽聞 。
首張量子糾纏照片
還有就是愛因斯坦這位相對論創(chuàng)始者及量子理論的元老 ， 也是否定了他對量子世界的一些想法信念 ， 目前看來 ， 他確實錯了 。

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