Hvad er Einsteins "uhyggelige handlinger"?

Svar:

Quantum entanglement.

Forklaring:

Kvantemekanik fortæller os, at vi aldrig kan vide, hvilken tilstand et objekt / partikel er i, indtil vi foretager en direkte måling. Indtil da eksisterer objektet i a superposition af stater, og vi kan kun kende sandsynlighed at det er i en bestemt stat på et givet tidspunkt. At foretage en måling forstyrrer systemet, og får disse sandsynligheder til at reducere til en enkelt værdi. Dette kaldes ofte kollapserer bølgefunktionen, #psi (x) #.

Einstein var ubehagelig med kvantemekanikkens probabilistiske karakter. Han følte, at fysiske genstande skulle have bestemte egenskaber uanset om de blev målt eller ej. Han er berømt citeret som spørger: "Tror du virkelig, månen er ikke der, når du ikke ser på det?"

Han brugte udtrykket "uhyggelig handling på afstand" for at henvise til QM's grundlæggende funktionalitet, at måling af et objekt kan på en eller anden måde direkte påvirke måling af et andet objekt i et andet område af rummet, med de to objekter placeret en vilkårlig afstand en del. Dette begreb hedder quantum entanglement, og Einstein kunne ikke lide det.

Antag at vi har to kugler, en rød og en blå. Vi sætter hver af kuglerne i en kasse, og så blander vi kasserne, indtil det er umuligt for os at vide, hvilken kugle der er i hvilken kasse. Intuition fortæller os, at selvom vi ikke ved hvilken kugle der er i hvilken kasse, skal en af dem være rød, og kuglen, som ikke er rød, skal være blå, dvs. den første kasse indeholder en rød kugle og den anden kasse indeholder en blå sfære, eller den første kasse indeholder en blå kugle og den anden kasse indeholder en rød kugle. På den anden side fortæller kvantemekanik os, at indtil vi åbner kasserne eksisterer kuglerne i a superposition af rødt og blå, dvs. de er begge røde og de er begge blå.

Når vi åbner en af kasserne og ser den blå sfære, ved vi, at den anden kasse skal indeholde den røde kugle. Vi ved det uden at åbne den anden boks. Vi kunne holde den anden boks lukket for resten af tiden, og det ville stadig altid være kendt, at den anden boks indeholder den røde kugle. At vide noget om en af objekterne (at den er blå) gav os information om det andet objekt (at det er rødt) uden at skulle foretage en direkte observation af det andet objekt. Derfor siger vi, at disse to objekter er viklet ind.

Dette ville være sandt, uanset om kvante mekanik er korrekt. Selvom objekterne holdt fast, hedder det hele tiden, ser man på, at man vil give os oplysninger om den anden. Men mærkeligt nok har eksperimenter hidtil bekræftet den kvantemekaniske fortolkning hver gang.

Quantum entanglement fortæller os, at når vi laver en observation af en af kuglerne og ser at den er rød, skal objektet på en eller anden måde "kommunikere" med det andet objekt og fortælle det, som det er nødvendigt at være i. I dette tilfælde, når vi se den røde kugle, den røde kugle skal fortælle kuglen i den anden kasse, at den skal være blå. Når vi åbner en kasse og ser den røde kugle, kollapses bølgefunktionen af den kugle, men også den anden sfæres bølgefunktion falder sammen. Hvis ikke, kan vi have den situation, hvor begge objekter er røde eller begge objekter er blå, som vi ved, ville være umulige.

Einstein var stærkt imod denne ide. I 1935 offentliggjorde han et papir, hvori han forsøgte at modbevise kvanteorientering. Dette er berømt kendt som EPR-papiret, efter de tre forfattere (Einstein, Podolsky og Rosen). Tankeeksperimentet foreslog, at for at kvantemekanikken skulle være korrekt, må det betyde, at information kan rejse hurtigere end lysets hastighed, hvilket direkte krænker Einsteins relativitetsteori. Som det viser sig, var Einstein ukorrekt; quantum entanglement resulterer ikke i et paradoks. Hvis du vil have mere information om EPR-paradokset, er du velkommen til at sende mig en besked! Der er også mange gode ressourcer, man kan finde på internettet.