第38部分(第1/5 頁)
方向,不過計算原則是一樣的:要是一個記錄符合ax為+以及by為+,或者ax不為+以及by也不為+時,我們就加上相應的機率,反之就減去。讓我們仔細地考察上表,最後得到的結果應該是這樣的,用pxy來表示:pxy=…n1…n2+n3+n4+n5+n6…n7…n8
嗯,蠻容易的嘛,我們再來算算pxz,也就是ax為+同時bz為+的相關:pxz=…n1+n2…n3+n4+n5…n6+n7…n8
再來,這次是pzy,也就是az為+且by為+:
pzy=…n1+n2+n3…n4…n5+n6+n7…n8
好了,差不多了,現在我們把玩一下我們的計算結果,把pxz減去pzy再取絕對值:|pxz…pzy|=|…2n3+2n4+2n5…2n6|=2|n3+n4…n5…n6|
這裡需要各位努力一下,超越小學數學的水平,回憶一下初中的知識。關於絕對值,我們有關係式|x…y|≤|x|+|y|,所以套用到上面的式子裡,我們有:|pxz…pzy|=2|n3+n4…n5…n6|≤2(|n3+n4|+|n5+n6|)
因為所有的機率都不為負數,所以2(|n3+n4|+|n5+n6|)=2(n3+n4+n5+n6)。最後,我們還記得n1+n2+…+n8=1,所以我們可以從上式中湊一個1出來:2(n3+n4+n5+n6)=1+(…n1…n2+n3+n4+n5+n6…n7…n8)
看看我們前面的計算,後面括號裡的一大串不正是pxy嗎?所以我們得到最終的結果:
|pxz…pzy|≤1+pxy
恭喜你,你已經證明了這個宇宙中最為神秘和深刻的定理之一。現在放在你眼前的,就是名垂千古的“貝爾不等式”。它被人稱為“科學中最深刻的發現”,它即將對我們這個宇宙的終極命運作出最後的判決。
(我們的證明當然是簡化了的,隱變數不一定是離散的,而可以定義為區間λ上的一個連續函式。即使如此,只要稍懂一點積分知識也不難推出貝爾不等式來,各位有興趣的可以動手一試。)
第十一章 上帝的判決一
castor_v_pollux
一
|pxz…pzy|≤1+pxy
嗯,這個不等式看上去普普通通,似乎不見得有什麼神奇的魔力,更不用說對於我們宇宙的本質作出終極的裁決。它真的有這樣的威力嗎?
我們還是先來看看,貝爾不等式究竟意味著什麼。我們在上一章已經描述過了,pxy代表了a粒子在x方向上為+,而同時b粒子在y方向上亦為+這兩個事件的相關性。相關性是一種合作程度的體現(不管是雙方出奇地一致還是出奇地不一致都意味著合作程度很高)
,而合作則需要雙方都瞭解對方的情況,這樣才能夠有效地協調。在隱變數理論中,我們對於兩個粒子的描述是符合常識的:無論觀察與否,兩個粒子始終存在於客觀現實之內,它們的狀態從分裂的一霎那起就都是確定無疑的。假如我們禁止宇宙中有超越光速的訊號傳播,那麼理論上當我們同時觀察兩個粒子的時候,它們之間無法交換任何資訊,它們所能達到的最大協作程度僅僅限於經典世界所給出的極限。這個極限,也就是我們用經典方法推匯出來的貝爾不等式。
如果世界的本質是經典的,具體地說,如果我們的世界同時滿足:1。定域的,也就是沒有超光速訊號的傳播。2。實在的,也就是說,存在著一個獨立於我們觀察的外部世界。
那麼我們任意取3個方向觀測a和b的自旋,它們所表現出來的協作程度必定要受限