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据国际媒体报道,代尔夫特大学的罗纳德·汉森小组在自然杂志的网络版上发布了一个具有历史意义的实验。实验借助光子研究院开发的随机数发生器,强烈驳击了爱因斯坦提出的“局域实在论”原则。该原则认为,宇宙遵循规律而不是机会,没有比光更快的通信方式。
汉森在组织网络上描述道,代尔伏特实验首先将两个电子捕集器卷入两个不同的金刚石晶体里,然后测量电子感。在量子论里,缠结强大得不可思议。两个电子被精确地描述为单一的“波浪运行方式”,专指接受协议方向或否定协议方向,而不会指向任一方向。在精确性上,电子们丢失了身份。“局域实在论”试图解释这一现象,揭示此谜团,认为粒子必定指向某处,我们只是不知道他们的方向,但我们可以测量出来。
于是,代尔伏特实验对此进行了测量。测量后发现,代尔夫特电子确实很少再个别胡乱出现,表现不错。怎么会这样呢?但事实上,它们不可能有先在的方向感,如局域实在论者们所宣称的那样。除非电子们彼此有联系,但在不同的晶体里,电子捕集器的表现让人惊讶。
实验是这样的,把钻石晶体放在不同的建筑物里,彼此距离1.3公里。此外,测量极其迅速,没给电子之间留出任何通信的时间,甚至连光速下传递信号都不可能。这就把“局域实在论”搁在了一个非常紧要的关头上:
如果电子有特定方向感,那么,电子之间必须沟通过。如果它们沟通过了,速度必须快过光速。怎么可能?局域实在论没法论证。
要不就是上帝在用宇宙玩骰子,要不就是电子们自旋时能给彼此通信,说:“快点,快点,比光速还要快呀!”
这个令人吃惊的实验对测量电子方向感做了一个极快的、出乎意料的判断。如果该测量有预言性质,电子会提前通过协议,指出方向,模拟本不存在的通信——在实验论证里,这被称为“漏洞”。为了关闭这个漏洞,代尔夫特团队转向了光子科学研究所,研究所持有最快的量子随机数发生器。
光子研究所为此实验设计了一对“量子骰子”:他们享有专利的随机数发生技术的特殊版本,包括极快的“随机性萃取”电子。这样,代尔夫特实验就能产生更纯粹的随机比特。比特在100毫微秒里生成。在这个时间里,光旅行30米,是不够电子彼此之间用来通信的。
“代尔夫特让我们超出了目前的随机数生成工艺水平。从前没有一个实验需要在这么短的时间内提供这么好的随机数。”光子研究院的博士生卡洛斯·爱贝兰说,他也是代尔伏特实验的研究者。
对光子研究院的研究团队来说,参与代尔夫特实验是一个贡献基础物理知识的机会。研究所的摩根·米歇尔教授说:“做这个实验,促使我们更加努力地研究那些能用来安全通信和能够提升计算性能的技术,其他领域也需要高速、高质量的随机数。”
在光子研究所的量子随机数生成器的帮助下,代尔夫特实验给爱因斯坦的宇宙理论提出了一个近乎完美的反证。真的没有什么比光速更快吗?上帝真的不玩投掷骰子的游戏吗?这些理论里,有一个一定是错的。弄不好,宇宙法则可能真的是上帝掷骰子的结果。