我下面稍微介绍一下纠缠。因为纠缠是量子非定域性的必然结果,也是很多量子现象的本因。如果你理解了量子非定域性,纠缠并非那么难理解。比如:作为单电子是有自旋的,可以朝上也可以朝下。那么量子非定域性就一定要让它可以同时(朝上和朝下,叠加),就是常态的电子自旋一定是同时朝上和朝下的,你没测量是不能确定。如果你一开始就确定它只能朝上,这就不是量子力学了。但是我们不要忘了物理中还有守恒律!我们中学就学了各种守恒律:能量守恒、动量守恒、角动量守恒等等。一直满足的,科学到现在没能推翻守恒律。这要被推翻,整个科学大厦就完全建立不起来了。守恒律是必须满足的,不管你任何学科。但是一旦你要承认这种量子非定域性,比如两个电子的时候,这两者就有可能产生矛盾啊!为什么呢?你比如说这两个电子系统,如果初始角动量是0,初始角动量是0,那它俩再怎么相互作用,总角动量也要保持是0。那这就不好办了,那你既然量子同时一个电子自旋可能朝上也可能朝下,另一个电子自旋同时也可能朝上或朝下,那么由于有量子非定域性,俩电子自旋碰巧都向上相加的结果总自旋是2,碰巧都朝下总自旋是-2,你怎么保证自旋守恒呢?(保持为0)表面上看好像守恒律要被量子非定域性破坏了,所以爱因斯坦最早也诘问这个事情。但妙就妙在有量子纠缠。一有纠缠这个量子非定域性和自旋守恒就同时满足了。什么叫纠缠呢?当你1号电子自旋朝上的时候,2号电子自旋一定得朝下,总自旋加起来为0。当你1号电子碰巧朝下的时候(量子非定域性),2号电子自旋一定朝上,总自旋加起来也为0,这样量子的非定域性(自旋可以同时朝上和朝下,叠加)与自旋守恒也就同时满足了。这就叫量子纠缠!所以量子纠缠可以这样理解:就是量子非定域性和守恒律相结合,就会产生纠缠。
但这个事情表面上看就会跟相对论矛盾:因为你这俩电子一旦纠缠以后,你可以把它们分开无穷远对吧?而这对纠缠电子,爱因斯坦很快就发现问题了:”你测量吧,1电子自旋朝上的时候,它怎么能让2电子马上就知道,然后把自己的自旋一定变为朝下呢?”这不是需要两个电子的超光速联系吗?因为现在发现这种关联甚至能相距上百公里,那两个电子是怎么”瞬间”传递信息的呢?那样岂不是要跟相对论不符了?所以爱因斯坦马上就诘问这个!并用EPR模型具体的指出了这个矛盾,当时让玻尔和海森伯他们很尴尬。虽然如此,按当时的物理实验条件是无法判断谁对谁错的,所以这就成了量子力学的最大悬案,一直从上个世纪三十年代拖到六十年代,贝尔提出了一个不等式!这个不等式的妙用就是,本来上述争论双方看起来像是哲学争论,但是有了贝尔不等式,我们就可以明确的用实验去判断:量子非定域性这种关联到底存不存在?这下实验物理学家就有活儿干了,大家你做一个实验,ta由做另外一个实验反驳你,两派你来我往,直到1982年,法国物理学家ASPECT的实验,让所有人都承认一个实事:量子非定域性这个纠缠关联是事实存在的!(原论文看图10)
图10
那么量子非定域性纠缠既然肯定存在了,她和相对论光速不变原理矛盾吗?这就是我现在的研究工作,我要用量子信息证明两者不矛盾。爱因斯坦的光速不变原理指的是定域”事件”之间不能用超光速传递信息,而我要证明:量子非定域的纠缠关联,不是连接的两个定域”事件”,其本质是非定域整体性的(工作正在进行中)。
总结一下,量子化就是非定域化。具体数学我不讲,包括波函数,它不外乎就是把经典的那些东西非定域化。用我们现在互联网的语言叫”去中心化”,然后我们在大数据里又发现弱关联。不外乎就是有了一个整体性。因为我正好跨在这两个领域,我现在才真正觉得,量子力学会为互联网时代提供一个整体性的解释。要不然的话,那些都是一些表象,你碰到一件事说一件事,K.K.碰到的是人工智能,互联网碰到的是互联网传输协议,比特币碰到是分布式记账。但是我发现它们是可以用量子力学提供一个真正本体论的解释,就是非定域整体性!
现在我们就来说金融市场上的事儿。因为后来我关心互联网金融,我自然要看一些经济学的经典著作。后来我发现其实他们也在说这件事,不过换了一种说法。什么叫市场?诺贝尔奖获得者罗纳德·哈里克斯说得最经典:”市场经历建立在两个最深厚的认知基础上,承认无知和包容不确定性。”这不就是海森伯量子不确定性原理的”市场版”么?亚当·斯密说市场是”一只无形的手”。说来说去就是市场不是我们一个中心能控制的,市场是一个非定域的存在。因此爱因斯坦关于量子不确定原理的判断也是否可以有一个”市场版”呢:”如果我们承认市场的不确定性,我们实际上就必须放弃对市场的完全”定域”中心化控制的概念!”这和中国共产党在十八届三中全会上宣示的:”使市场——发挥决定性作用!”应该是一个意思。爱因斯坦真伟大!
我们人类由于最早对市场的作用没有很好的认识,比如说我们计划经济,我们开始就认为一定要有中心化的智能。可以看我们的牛顿力学逻辑,让社会沿着一个轨道(计划)去发展,结果让我们穷困无比!不光我们的实验,北朝鲜的实验,前苏联的实验,计划经济都没有带来社会的繁荣和发展。终于,邓小平伟大就伟大在他敢否定这个事,按理说他是计划经济的元老。罗纳德·H·科斯和王宁合写了一本书《变革中国:市场经济的中国之路》,整个分析邓小平的改革开放。他们最后承认邓小平站在体制内终于认识到市场实际上就要放手,去中心化。你得让它”失控”,才能把市场最大的创造性和能量爆发出来,否则你永远受穷!
那我们现在互联网革命是什么呢?说来说去,包括阿里巴巴副总高红冰他们也都在讨论,不外乎就是:互联网起到了一个去掉非市场化的中心力量的作用。因为互联网起点就是TCP/IP协议,就是去中心化的,就是全球的一种非定域性存在,她和量子力学的本体论是一致的,也正好迎合了全球市场的需要!那么在互联网时代我们从量子力学能借鉴到什么呢?第一个,其实量子力学早就有的,现在非常热的:”大数据”。下边这个图就是日本人殿村做的最好的单电子非定域双缝实验(见图11)。
图11
这个实验还是我刚才说的,殿村教授能精确到一个电子一个电子往右边打。如图11,右边最上面的第一幅A图,只陆续接收到十个电子,这是”小数据”,你看之间毫无关联,完全是随机的。往下第二幅图,B图,虽然接收的电子多一些,还是”满天星辰”,你还是看不出点与点之间有什么关系,看来数据还不够”大”。但打到第三幅C图的时候,所谓大数据的这种关联开始出现了,它们实际上是有关联的,它没有因果关系但是有关联。那看到第四幅D图关联就很明显了,到第五幅E图,这才叫波,它要相互干涉。所以怎样用数据显示非定域整体性,只有用”大数据”,不能用轨道性显示,因果轨道是”小数据”时代的理念,但现在我们发现无法描述我们大部分互联网的现象。
大数据不断地累计和叠加,你才能发现这种非因果的关联。我看《大数据》这本书,这家伙(作者)其实他自己不懂量子力学,却能把这一点(非因果关联)提炼出来,这人也是很厉害的。大数据现在很重要的一条就是它可以发现非因果非定域的关联。