相互作用、信號、量子糾纏、信號速度有限或無限---疑問和猜想
牛頓力學(xué)理論認(rèn)為時(shí)間與空間是分離的,這意味著,萬有引力和其它力的傳
播是瞬息的[1],即其傳播速度為無限大??墒?,力瞬息傳播的看法同聲波傳播
速度為有限的事實(shí)又似乎是矛盾的;聲波傳播速度的有限意味著,引起聲波介質(zhì)
振動(dòng)之力的傳播速度可能是有限的。
狹義和廣義相對論相繼建立之后,理論物理學(xué)家中的多數(shù)人都曾認(rèn)為[1]:相
互作用(或稱為‘力’)的傳播速度均為有限的,并把相互作用的傳播視為信號的傳
播,信號的傳播有個(gè)最大的傳播速度,這最大的信號傳播速度等于真空中的光速,現(xiàn)
在已知的四種基本相互作用,即電磁相互作用、引力相互作用、強(qiáng)相互作用、弱相互
作用都是以最大的信號傳播速度傳播的,也就是說以光速傳播的??墒?,這些看法
或多或少都缺乏實(shí)驗(yàn)根據(jù)。大家知道,引力波尚未在實(shí)驗(yàn)上證實(shí),說引力相互作用以
光速傳播也就沒有實(shí)驗(yàn)根據(jù)。至于強(qiáng)相互作用和弱相互作用,由于中間玻色子和膠子
的速度并沒有測定過,說強(qiáng)、弱相互作用都以光速傳播,當(dāng)然也沒有實(shí)驗(yàn)根據(jù)。光速
雖然測定過,而且測出的光速是有限的,但說“最大的信號傳播速度等于真空中的光
速”也還缺乏實(shí)驗(yàn)根據(jù)。下面將闡述其理由。
量子糾纏是當(dāng)前科學(xué)研究的前沿和熱門,有報(bào)道說,瑞士的科學(xué)家聲稱,他們
在實(shí)驗(yàn)中證實(shí),處于糾纏狀態(tài)的亞原子粒子之間信號傳輸?shù)乃俣冗h(yuǎn)遠(yuǎn)超出光速,達(dá)到
光速的10000倍。量子糾纏中的信息傳輸也是一種信號傳輸。瑞士科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)表明,
最大的信號傳播速度肯定要比真空中的光速大得多!至于在量子糾纏中信號傳輸?shù)乃?/font>
度是有限還是無限?其信號傳播是否有個(gè)最大的傳播速度?目前在量子糾纏的實(shí)驗(yàn)研
究和理論研究中,對這兩個(gè)問題似乎都還沒有定論,因之,本文也只能把它們作為疑
問提出來。
若信號是瞬息傳播的,時(shí)間只能起到描述物理現(xiàn)象發(fā)生時(shí)刻的先后和過程的久暫,
空間只能起到描述物理現(xiàn)象發(fā)生的空間位置和空間范圍,時(shí)間和空間沒有更多的物理
內(nèi)容。若信號的傳播有個(gè)最大的傳播速度,時(shí)間和空間將緊密結(jié)合而出現(xiàn)很多的物理
內(nèi)容。因此我猜想量子糾纏中的信號傳播速度也是有限的,并且有個(gè)最大的傳播速度。
當(dāng)然,這個(gè)猜想是否正確?要等待將來的實(shí)驗(yàn)事實(shí)來證實(shí)。
相對論認(rèn)為“最大的信號傳播速度等于真空中的光速”,現(xiàn)在,瑞士科學(xué)家的實(shí)
驗(yàn)表明,在量子糾纏中信號傳輸?shù)乃俣冗h(yuǎn)遠(yuǎn)超出光速,就此而言,顯然相對論關(guān)于
“最大的信號傳播速度等于真空中的光速”的看法是錯(cuò)了。但是否可以由此而推斷,整
個(gè)相對論的理論結(jié)構(gòu)都錯(cuò)了呢?我覺得還不能這樣說,至少,要得出結(jié)論還為時(shí)過早。
因?yàn)闊o論對量子糾纏的實(shí)驗(yàn)研究和理論研究都還有許多工作要做。
如果我的猜想即‘量子糾纏中的信號傳播速度也是有限的,并且有個(gè)最大的傳播速
度’是正確的,則可以重建相對論,在新的相對論中,最大的信號傳播速度不等于真空中
的光速,而是真空中光速的若干倍,此外光的傳播規(guī)律也會(huì)有所改變。對這些問題,由于
尚不成熟,本文不打算詳細(xì)討論下去,寫作本文的目的只是提出問題,供大家討論。
參考文獻(xiàn)
[7] Landau L. D. and Lifshitz E. M. 1975, “The Classical Theory of Fields”,
Translated by Hamermesh M., Pergamon Press, Oxford.