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貝爾定理
鎖定
在理論物理學裏，貝爾定理（Bell's theorem）表明任何關於定域隱變數的物理理論無法複製量子力學的每一個預測。貝爾定理是一種不可行定理，又知名為貝爾不等式。這定理在物理學和科學哲學裏異常重要，因為這定理意味着量子物理必需違背定域性原理或反事實確定性 。發表於1964年，貝爾定理是因愛爾蘭物理學家約翰·斯圖爾特·貝爾而命名。
貝爾定理的實驗驗證所得到的結果，符合量子力學理論的預測，並且顯示某些量子效應似乎能夠以超光速行進。由於這驗證結果，所有歸類為非定域隱變數理論
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、經得起考驗的量子理論都只能限制為非定域種類。請特別注意，所有完成的貝爾定理的實驗驗證，沒有一個實驗能夠完全滿足貝爾定理所有內含的要求。於此，沒有任何結果能夠給出決定性的總論。
- 中文名
- 貝爾定理
- 外文名
- Bell's theorem
- 別 名
- 貝爾不等式
- 提出者
- 約翰·斯圖爾特·貝爾
- 應用學科
- 物理學和科學哲學
貝爾定理簡介
在理論物理學裏，貝爾定理（Bell's theorem）表明任何關於定域隱變數的物理理論無法複製量子力學的每一個預測。貝爾定理是一種不可行定理，又知名為貝爾不等式。這定理在物理學和科學哲學裏異常重要，因為這定理意味着量子物理必需違背定域性原理或反事實確定性。發表於1964年，貝爾定理是因愛爾蘭物理學家約翰·斯圖爾特·貝爾而命名。
貝爾定理基本信息
貝爾不等式為：|Pxz-Pzy|≤1+Pxy，其中，Ax為正的意思為在x軸上觀察到A量子的自旋態為正，而Pxz代表Ax為正和Bz為正的相關性。
在經典力學中，此不等式成立。在量子世界中，此不等式卻不成立。
貝爾定理意味着，阿爾伯特·愛因斯坦所主張的定域性原理，其預測不符合量子力學理論。由於很多實驗的結果與量子力學理論的預測一致，顯示出的量子關聯遠強過定域隱變數理論所能夠解釋，所以，物理學者拒絕接受定域實在論對於這些實驗結果的解釋。倘若還不接受量子力學
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，就陷入找不到滿意解答的窘境，物理學者只能無可奈何地勉強承認這是一種非因果關係的超光速效應。
繼續發展愛因斯坦-波多爾斯基-羅森佯謬（簡稱EPR佯謬）的論述（但是選擇採用自旋的例子，如同戴維·玻姆版本關於EPR弔詭的論述），貝爾精心設計出一個思想實驗：從衰變生成的兩顆處於單態的自旋1/2粒子會分別朝着相反方向移動，在與衰變地點相隔遙遠的兩個地點，分別沿着獨立選擇的直軸測量兩個粒子的自旋，每一次測量得到的結果是“向上自旋”（標記為“+”）或“向下自旋”（標記為“−”）。
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貝爾定理不可行定理
貝爾定理參閲
- 貝爾實驗的預測（Quantum mechanical Bell test prediction）
- CHSH不等式（CHSH inequality）
- GHZ實驗（GHZ experiment）
- 萊格特不等式（Leggett inequality）
- 萊格特-皋格不等式（Leggett-Garg inequality）
- 莫特問題（Mott problem）
- 任寧格負結果實驗（Renninger negative-result experiment）
- 參考資料
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- 1. Caroline H. Thompson The Chaotic Ball: An Intuitive Analogy for EPR Experiments Found.Phys.Lett. 9 (1996) 357-382 arXiv:quant-ph/9611037
- 2. J. S. Bell, On the problem of hidden variables in quantum mechanics, Rev. Mod. Phys. 38, 447 (1966)
- 3. 定域還是非定域，愛因斯坦和玻爾各執己見 ．人民網．2018-05-24[引用日期2021-05-08]
- 4. 人類首次！科學家終於拍攝到量子糾纏的照片 ．環球科學．2019-07-01[引用日期2021-05-08]
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