光子第三特性的最新發現,或是解開量子力學諸多謎題的關鍵

2020-12-05 水木長龍探索科學宇宙

根據愛因斯坦狹義相對論,物體只能接近光速而無法超越光速,愛因斯坦認為光速是宇宙中最快的速度。並於相對論指出,時間具有膨脹效應,不同慣性系對應的時間流速也不相同。物體在運動慣性系的時間流速會比靜止時慣性系的時間流速要慢。物體速度越快,其運動慣性系的相對時間就會變得越慢,接近光速時,相對時間趨於靜止。

探索科學,探索宇宙,水木長龍探索科學宇宙,與您繼續我們的探索之旅。我們接下來的所有分析、探討、論證都將主要圍繞愛因斯坦的相對論展開,以此來推證光子除了波粒二象性之外,是否還存在著本身最重要的一個特性,過去、未來是否與現在同時共存,以及它們之間是否存在相互影響的關係。

根據愛因斯坦的相對論,達到光速其相對時間將變為0,時間靜止下來,將不再向前流動。那麼,我們不難得出,對於光子本身來說,其本身的時間就是0。或者說,對於光子來說,不存在時間的概念,時間對光子而言,處於靜止狀態。

我們假設距離地球一萬光年的銀河系某處,存在有一個生存著高智慧生命的恆星系,假設該高智慧生命的存在形式即為光子組合而成的光子形態,完全可以以光速在宇宙中穿梭飛行。突然某一天,光子形態的外星高智慧生命想要參觀地球,然後通過它們的「量子糾纏」技術即時向地球發送了一條信息,告訴地球人要來拜訪地球。那麼,對於地球人類來說,會在什麼時候見到光子形態的外星人呢?而對於光子形態的外星人而言,所看到的地球人還會是通過「量子糾纏」技術接收到信息的那個時代的人類嗎?

分析過程:

對於第一個問題,我們很快便可以得出答案:當地球人類見到光子態外星人時,根據地球的慣性系時間,不難得出是在一萬年後。

對於第二個問題,分析起來不難,但理解起來或許並不那麼容易,不過,相信一直追隨水木文章的讀者朋友並不難理解:前面我們根據相對論說了,對於光子而言,其自身的相對時間是0,或者說,對於光子而言,時間是不存在的。那麼,不難得出,光子態外星人從距離地球一萬光年的某處到達地球所需時間是0,或者說根本不需要時間,與處於「量子糾纏」態的兩個量子之間的同步狀態改變一樣快——都是即時的,所需時間為0。

但是,光子態外星人所見到的地球人類會是什麼時代的?還是即時「量子通信」時的那個時代的地球人類嗎?答案「是」也「不是」。

不急,我們細細分析,這樣的答案並不矛盾。

首先,我們常規思維的理解是:以地球慣性系做計算,光子態外星人會在通信的那一刻算起的一萬年後到達地球。因為光子態外星人的旅行速度與光速一致,對於他們的光速慣性系而言,時間是靜止的,故他們到達地球是不需要時間的,時間為零。也就是說,對於地球慣性系而言,一萬年後與光子態外星人相見,而對於光子態外星人而言,從「量子通信」被允許後,立馬就會出現於地球(零時間抵達地球)。

其次,因為光子態外星人的旅行速度與光速一致,所以在他們與地球人類即時通信聯繫的時候,一旦得到地球人的允許,便可以瞬間(零時間內)抵達地球。對於他們而言,所看到的地球人類與通過「量子糾纏」技術從三維顯示屏裡即時看到的地球人類一模一樣,毫無任何變化。而對於瞬間看到一萬光年的地球人類而言,會根據地球的慣性系坐標認為,光子態的外星人一定掌握了什麼超光速,超曲速或空間瞬移等的旅行方法,才會在剛剛發完信息,就能立馬出現於地球。

第三,光子態外星人的旅行速度與光速一致,所以他們的時間在光速旅行時處於靜止狀態,或者說時間不存在。既然時間不存在,他們便有可能到達從與地球通信的那一刻起(也只有這一刻,可以暫時認為地球人的時間與光子態外星人的時間是相同的,因為使用的是「量子糾纏」通信技術,都可以作為零參考點,零參考點對於光子態外星人也可以認為是零時間點——暫時的臨界時間點)往後推移的任何時間點(相對地球慣性系而言)。

但是,對於以光速旅行的光子態外星人而言,既然時間對於他們已經失去了意義,那麼,無論他們到達地球的時間是從通信地球起往後時間的哪一個時刻,都是不合理的,因為一旦確定了時間點,時間就會變成存在和有意義。所以,為了平衡或彌補這個矛盾點,必須將「他們有可能到達從與地球通信的那一刻起往後的任何時間點(相對地球慣性系而言)」變為「他們將到達從與地球通信的那一刻起往後的任何時間點(相對地球慣性系而言)」。這,也正是光子傳播的真實情況——一個光子的傳播,並不是從某一時刻起的向前線性傳播,而是從某一刻起(發出光子起)穿越時空的時空連續性傳播。

明白了光子傳輸的真實特性——時空連續性傳播,也就解開了「單光子的雙縫幹涉實驗」之謎:不是光子與光子自身發生的本時空相干涉,而是光子與其它時空的自身光子發生的相干涉。因為時空連續性的效應,會使在時間上的極短間隔忽略不計,從而認為是光子「分身術」呈現出來的幹涉現象。

如果愛因斯坦的相對論正確,根據其相對論的以上推論,或是光子本身的又一重要特性——第三特性:跨時空特性。光子的第三特性,或是解開量子力學上諸多難題的關鍵,也可以彌補愛因斯坦相對論中存在的瑕疵,可以予證「過去、現在、未來」時空都不是獨立存在的,而是相互關聯的——即量子力學實驗現象呈現出來的「已經發生的事情為什麼可以被改變」的根本原因。

今天的分享就到這裡,感謝對水木的支持。

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