科学网

 找回密码
  注册

tag 标签: 时间盒子

相关帖子

版块 作者 回复/查看 最后发表

没有相关内容

相关日志

爱因斯坦的时间盒子
热度 7 yonglie 2012-3-12 09:09
爱因斯坦的时间盒子
见一篇短文( arXiv:1203.1139v1 ),重温了 EPR 和老爱的时钟盒子实验,有点儿感想。 1930 年,在第 6 届 Solvay 会议上,爱因斯坦提出一个思想实验( Gendankenexperiment ,对老爱来说,思想实验的意义似乎远大于实验室的实验),即著名的时钟盒子(叫 Einstein 盒子,如图)——在任意短的时间间隔内,让一个光子从盒子发射出去,那么盒子会减少一定的质量 D m = D E/c*c ,于是,通过弹簧测定盒子的重量,就能知道光子带走的能量 D E ,而时间间隔可以任意调节,这就颠覆了 D E* D t=h 的测不准原理。 玻尔被这个问题惊呆了, Leon Rosenfeld 几年后回忆了两位大佬的表情: I will never forget the image of the two antagonists as they left the club: Einstein, with his tall and commanding figure, who walked tranquilly, with a mildly ironic smile, and Bohr who trotted along beside him, full of excitement...The morning after saw the triumph of Bohr. 玻尔的“胜利”是“以其人之道还治其人之身”——当光子跑出去之后,盒子的位置会发生变化,于是在引力场中时钟也要变化,所以时间多出一个不确定性来,正好能满足测不准原理的要求。用广义相对论来对付老爱,老爱大概输了也不会难过。 这儿引出一个更有趣的问题来:量子论岂非从根儿上就离不开相对论?然而,我们知道不是那样的。玻尔的回答虽然机巧,却未必恰当。若这儿需要考虑相对论效应,那量子力学的其他场合呢? 玻尔好像还钻了一个空子——老爱的实验看起来是反对时间 - 能量的不确定关系,所以玻尔在论证中运用了位置 - 动量的不确定关系。这两对关系,难道是可以分开的么? 思想实验要“领会精神”,如果计较细节,问题就多了,跑偏了。例如,那个跑出去的光子是经典的,有没有问题呢?如果有,换一个麦克斯韦的小妖如何?时钟盒子的精神是什么? 5 年后,爱因斯坦和两个同学提出了著名的 EPR 实验(当然还是思想实验),是在定域性的假设下批评量子力学不完备—— Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete? 玻尔的回答也用了这个题目,挺有意思。 两个实验,当年是独立的,现在并列起来看,它们一个关于时间 - 能量,一个关于位置 - 动量,老爱想说的是实在性与完备性。后来, Bell 也从那两个假定出发,却发现它们不可能都成立,于是提出“定域的实在性”;但量子力学不满足这个性,所以是“非定域”的。一个观测结果会影响另一个遥远的结果。老爱当年没有想到,他对盒子的测量会影响跑出去的那个光子。玻尔的回答当然也没有说到点子上。 尽管今天对两位老师的对话有了不同的解读,但那依旧是科学舞台上最激动人心的一幕。他们的思想实验比实验室里的现象更有趣,也更深刻。
个人分类: 物理|10739 次阅读|10 个评论

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-6-17 04:28

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部