贝尔或 CHSH (Clauser-Horne-Shimony-Holt) 不等式的测试在研究量子力学的基本原理(特别是关于局域性和实在论)方面发挥着至关重要的作用。贝尔或 CHSH 不等式的违反表明,量子力学的预测不能用局部隐变量理论来解释,局部隐变量理论既坚持局域性又坚持实在论。然而,有必要更深入地研究局域性和实在论的概念,以理解这些违反对量子力学本质的影响。
物理学中的局域性指的是这样一种观念:如果遥远的事件在空间上分离,那么它们就不能直接影响彼此,这意味着信息的传播速度不能超过光速。另一方面,现实主义认为物理系统具有独立于观察或测量的明确定义的属性。违反贝尔或 CHSH 不等式表明,这些原理(局域性或实在论)中至少有一项在量子世界中没有得到遵守。
当贝尔或 CHSH 不等式在实验中被违反时,这意味着量子力学允许遥远粒子之间存在经典物理学无法解释的相关性。这些相关性被称为纠缠,是量子力学的一个标志,并已在大量研究中得到实验验证。纠缠粒子表现出很强的相关性,因此一个粒子的测量可以立即确定另一个粒子的状态,无论它们之间的距离如何。
贝尔或 CHSH 不等式的违反表明,这些相关性比局部隐变量理论所能解释的更强,局部隐变量理论假设粒子存在决定其行为的预先确定的属性。相比之下,量子力学表明粒子在测量之前不具有确定的属性,并且它们的行为本质上是概率性的。
因此,违反贝尔或CHSH不等式并不意味着违反局域性,而是挑战了现实主义的经典概念,表明量子力学可能涉及固有的随机性和非局域相关性,而这违背了纯粹现实主义的解释。这对于我们理解现实的基本性质以及经典物理学在解释量子现象方面的局限性具有深远的影响。
贝尔或 CHSH 不等式的检验提供了强有力的证据,证明量子力学超越了局域性和实在论的经典直觉,为探索量子世界的神秘和反直觉特性开辟了新途径。
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