量子超光速通信及相关问题优秀课件.ppt

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1、量子超光速通信及相关问题第1页，本讲稿共19页爱因斯坦对相对论的看法爱因斯坦对相对论的看法爱因斯坦对相对论的看法爱因斯坦对相对论的看法 相对论的初始关系仍是现象论的，因为它们不是从物质运动的更普遍的属性相对论的初始关系仍是现象论的，因为它们不是从物质运动的更普遍的属性中引申出来的，这种属性可能是它的间断性，它的微观结构以及微观世界的中引申出来的，这种属性可能是它的间断性，它的微观结构以及微观世界的量的关系。量的关系。关于光速不变假设关于光速不变假设关于光速不变假设关于光速不变假设 只有我们确信所有自然现象都能够由经典力学来说明，相对性原理才是无可置疑只有我们确信所有自然现象都能够由经典力学来说

2、明，相对性原理才是无可置疑的但是，鉴于电动力学和光学的最新进展，下述事实越来越变得明显，的但是，鉴于电动力学和光学的最新进展，下述事实越来越变得明显，即经典力学无法为所有自然现象的物理描述提供一个充分的基础。在这一转折即经典力学无法为所有自然现象的物理描述提供一个充分的基础。在这一转折点上对这一问题给出否定答案似乎不是不可能的。点上对这一问题给出否定答案似乎不是不可能的。关于相对性原理关于相对性原理关于相对性原理关于相对性原理 相对论肯定会被一个新的理论所取代，虽然具体的理由我们目前尚无法相对论肯定会被一个新的理论所取代，虽然具体的理由我们目前尚无法臆测。我相信深化理论的进程是没有止境的。臆测

3、。我相信深化理论的进程是没有止境的。关于广义相对论关于广义相对论关于广义相对论关于广义相对论 第2页，本讲稿共19页超光速研究建议超光速研究建议超光速研究建议超光速研究建议区分真假超光速区分真假超光速 因果流因果流因果流因果流：原因与结果之间的联系：原因与结果之间的联系 包括物质、能量和信息；必导致绝对参照系；不破坏因果律。包括物质、能量和信息；必导致绝对参照系；不破坏因果律。其他：同一原因的不同结果，不同原因的结果之间的联系其他：同一原因的不同结果，不同原因的结果之间的联系 如影子、光斑、相速、群速、宇宙膨胀等。如影子、光斑、相速、群速、宇宙膨胀等。从基本过程着手研究从基本过程着手研究 量子

4、运动（量子运动（QMQM，QFQF）：禁止；）：禁止；Eberhard(1978)Eberhard(1978)时空理论（时空理论（GRGR）：禁止；）：禁止；量子引力：禁止？量子引力：禁止？更完备的统一理论：允许；更完备的统一理论：允许；Gao Shan(2004)Gao Shan(2004)第3页，本讲稿共19页量子超光速通信：理论与实验（量子超光速通信：理论与实验（量子超光速通信：理论与实验（量子超光速通信：理论与实验（1999-20041999-2004）量子运动与超光速通信量子运动与超光速通信（20002000）北京广播学院学报（自然科学版）北京广播学院学报（自然科学版）,11,(20

5、04)78-86,11,(2004)78-86Found.Phys.Lett,17(2),(2004)167-182Found.Phys.Lett,17(2),(2004)167-182物理学基础快报物理学基础快报物理学基础快报物理学基础快报文章浏览量上曾列第二，受到广泛关注。文章浏览量上曾列第二，受到广泛关注。I agree with you that,if you modify quantum mechanics in such a way that an NSDDI agree with you that,if you modify quantum mechanics in such a

6、 way that an NSDD become possible and if you leave everything else the same,there might be a become possible and if you leave everything else the same,there might be a possibilitypossibility for superluminal communication.for superluminal communication.-Philippe -Philippe EberhardEberhard lbl.gov lb

7、l.govI sympathize with the general ideas of your project:that there is a real inconsistencyI sympathize with the general ideas of your project:that there is a real inconsistency between SR and QM between SR and QMIf you can work out the details of the experiment you haveIf you can work out the detai

8、ls of the experiment you have in mind,you will be making an important contribution to physics.in mind,you will be making an important contribution to physics.-Abner -Abner ShimonyShimony bu.edu bu.edu第4页，本讲稿共19页量子超光速通信研究的意义量子超光速通信研究的意义量子超光速通信研究的意义量子超光速通信研究的意义物理学基础物理学基础相对论的修正相对论的修正相对论的修正相对论的修正：相对性原理的

9、局限性，绝对参照系，单向光速可测相对性原理的局限性，绝对参照系，单向光速可测量子理论的完善：量子理论的完善：检测量子坍缩的存在及规律，新的非线性演化检测量子坍缩的存在及规律，新的非线性演化通信技术通信技术真正真正实时通信实时通信实时通信实时通信：线路时延为零，与通信距离无关线路时延为零，与通信距离无关完全抗干扰：完全抗干扰：信息传递不经由空间，不受空间环境的影响信息传递不经由空间，不受空间环境的影响绝对保密：绝对保密：信息载体只存储于通信双方处，第三方无法窃听信息载体只存储于通信双方处，第三方无法窃听绿色：绿色：不存在任何电磁辐射污染不存在任何电磁辐射污染宇航科学宇航科学星际通信的最佳方式星际

10、通信的最佳方式星际通信的最佳方式星际通信的最佳方式：与通信距离无关，如飞船距地球与通信距离无关，如飞船距地球1 1光年的旅行光年的旅行第5页，本讲稿共19页量子是什么？量子是什么？量子是什么？量子是什么？-量子理论的逻辑基础量子理论的逻辑基础量子理论的逻辑基础量子理论的逻辑基础无论微观粒子的运动，还是宏观物体的运动，都是非连续的。无论微观粒子的运动，还是宏观物体的运动，都是非连续的。量子量子量子量子（清华版，（清华版，（清华版，（清华版，20032003）考察自由运动的物体，如在地板上自由滚动的小球：考察自由运动的物体，如在地板上自由滚动的小球：物体位置的改变没有原因；物体位置的改变没有原因；

11、没有原因的改变是随机的；没有原因的改变是随机的；随机的位置改变是非连续的；随机的位置改变是非连续的；因此，物体的位置改变，即因此，物体的位置改变，即物体的运动是随机的、非连续的物体的运动是随机的、非连续的物体的运动是随机的、非连续的物体的运动是随机的、非连续的。第6页，本讲稿共19页量子是什么？量子是什么？量子是什么？量子是什么？-双缝实验双缝实验双缝实验双缝实验连续运动无法解释连续运动无法解释连续运动无法解释连续运动无法解释双缝干涉图样。双缝干涉图样。粒子同时经过了两条狭缝，它的运动是非连续的。粒子同时经过了两条狭缝，它的运动是非连续的。第7页，本讲稿共19页量子是什么？量子是什么？量子是什

12、么？量子是什么？-演化规律演化规律演化规律演化规律真实的运动将是分立时空中的非连续运动，称为真实的运动将是分立时空中的非连续运动，称为量子运量子运动动。粒子云的密度和流密度组成了量子运动的完备描述。波函数粒子云的密度和流密度组成了量子运动的完备描述。波函数是密度和流密度的一种精致的数学组合。是密度和流密度的一种精致的数学组合。量子运动规律包括两部分：量子运动规律包括两部分：1 1。描述粒子云扩散的线性薛定谔演化。它导致量子叠加纠缠。描述粒子云扩散的线性薛定谔演化。它导致量子叠加纠缠。2 2。描述粒子云聚集的。描述粒子云聚集的随机非线性演化随机非线性演化随机非线性演化随机非线性演化。它导致量子坍

13、缩。它导致量子坍缩。第8页，本讲稿共19页超光速的量子起源超光速的量子起源超光速的量子起源超光速的量子起源量子运动的量子运动的非连续性提供了超光速的可能性。非连续性提供了超光速的可能性。非连续性提供了超光速的可能性。非连续性提供了超光速的可能性。非连续性意味着物质运动和作用影响可以不经由空间而超距地进行非连续性意味着物质运动和作用影响可以不经由空间而超距地进行 实在图像：超距实在图像：超距“跳跃跳跃”测量表现：波函数坍缩测量表现：波函数坍缩量子禁令：无法测量出坍缩变化。量子禁令：无法测量出坍缩变化。Eberhard(1978)Eberhard(1978)超光速出口：存在确定的非线性演化，破坏量

14、子态间的正交性。超光速出口：存在确定的非线性演化，破坏量子态间的正交性。可导致超距通信可导致超距通信可导致超距通信可导致超距通信。参见参见 Found.Phys.Lett,17(2),(2004)167-182Found.Phys.Lett,17(2),(2004)167-182第9页，本讲稿共19页绝对参照系的存在与检测绝对参照系的存在与检测绝对参照系的存在与检测绝对参照系的存在与检测绝对参照系的存在：绝对参照系的存在：波函数坍缩波函数坍缩波函数坍缩波函数坍缩的同时性与（相对论所规定的）单向光速的各向同性不能同时的同时性与（相对论所规定的）单向光速的各向同性不能同时满足相对性原理，从而必然满

15、足相对性原理，从而必然导致绝对参照系的存在导致绝对参照系的存在导致绝对参照系的存在导致绝对参照系的存在。绝对参照系的检测：绝对参照系的检测：1 1。测量测量测量测量波函数坍缩时间波函数坍缩时间波函数坍缩时间波函数坍缩时间 CPCP分支率的季节变化分支率的季节变化分支率的季节变化分支率的季节变化2 2。利用超距通信利用超距通信利用超距通信利用超距通信 第10页，本讲稿共19页光速为何不变？光速为何不变？光速为何不变？光速为何不变？-相对论的逻辑基础相对论的逻辑基础相对论的逻辑基础相对论的逻辑基础这是相对论最不可思议、也最令人困惑的地方。这是相对论最不可思议、也最令人困惑的地方。光速最大与光速不变

16、是时空分立性的一个结果光速最大与光速不变是时空分立性的一个结果光速最大与光速不变是时空分立性的一个结果光速最大与光速不变是时空分立性的一个结果。推论：因果流的最大连续传播速度为光速。（不存在快子）推论：因果流的最大连续传播速度为光速。（不存在快子）这对超光速进行了限制。这对超光速进行了限制。这对超光速进行了限制。这对超光速进行了限制。第11页，本讲稿共19页分立时空中的相对论分立时空中的相对论分立时空中的相对论分立时空中的相对论1 1。相对性原理（适用于连续运动和连续演化过程）。相对性原理（适用于连续运动和连续演化过程）2 2。光速不变原理。光速不变原理3 3。时空单元尺度不变原理时空单元尺度

17、不变原理时空单元尺度不变原理时空单元尺度不变原理 光子具有静质量，并且光速可变。光子具有静质量，并且光速可变。光子具有静质量，并且光速可变。光子具有静质量，并且光速可变。射线暴的观测，射线暴的观测，DSRDSR理论，理论，LQGLQG第12页，本讲稿共19页暗能量的量子时空解释暗能量的量子时空解释暗能量的量子时空解释暗能量的量子时空解释宇宙由宇宙由4%4%的普通物质，的普通物质，23%23%的冷暗物质和的冷暗物质和73%73%的暗能量组成。的暗能量组成。暗能量可能来源于暗能量可能来源于分立时空本身的量子涨落分立时空本身的量子涨落分立时空本身的量子涨落分立时空本身的量子涨落。在曲率因子在曲率因子

18、k k的测量精度的测量精度内与实验观测数据一致内与实验观测数据一致第13页，本讲稿共19页暗能量的量子时空解释暗能量的量子时空解释暗能量的量子时空解释暗能量的量子时空解释决定宇宙未来命运的爱因斯坦方程：决定宇宙未来命运的爱因斯坦方程：上述量子涨落能量上述量子涨落能量不是量子场论中的真空零点能不是量子场论中的真空零点能不是量子场论中的真空零点能不是量子场论中的真空零点能。这一零点能的最低频率。这一零点能的最低频率也会产生比观测暗能量值更大的能量。也会产生比观测暗能量值更大的能量。The point that an holographic number of modes with the lowe

19、st frequency giveThe point that an holographic number of modes with the lowest frequency give the vacuum energy in order of magnitude is noteworthy.the vacuum energy in order of magnitude is noteworthy.It may hide something.It may hide something.-Jacob D.BekensteinJacob D.Bekenstein,2004/3/9,2004/3/

20、9 第14页，本讲稿共19页量子研究所(InstituteofQuantum)InstituteofQuantum)量子研究所是一家私立科学研究机构。主要从事量量子研究所是一家私立科学研究机构。主要从事量子理论基础，相对论基础，量子超光速通信，量子子理论基础，相对论基础，量子超光速通信，量子意识等方面的理论和实验研究。研究资金主要来源意识等方面的理论和实验研究。研究资金主要来源于社会和个人资助，公司投资和国家基金等。于社会和个人资助，公司投资和国家基金等。第15页，本讲稿共19页理论研究 1 1量子理论基础研究：非连续运动量子理论基础研究：非连续运动.2 2相对论基础研究：绝对参照系；超光速相

21、对论基础研究：绝对参照系；超光速.3 3量子超光速通信研究：实现超光速通信量子超光速通信研究：实现超光速通信.4 4量子意识研究：意识性质；意识的量子计算模型量子意识研究：意识性质；意识的量子计算模型.5 5量子引力研究：理论物理学的圣杯量子引力研究：理论物理学的圣杯.6 6暗能量研究：当今物理学的一个最大神秘暗能量研究：当今物理学的一个最大神秘.7 7其它研究：分立时空；粒子结构；时间机器其它研究：分立时空；粒子结构；时间机器.第16页，本讲稿共19页实验研究 1 1量子坍缩过程的检测：实验建议量子坍缩过程的检测：实验建议.2 2量子超光速通信的实现：实现方案；实验建议量子超光速通信的实现：

22、实现方案；实验建议.3 3意识的量子效应实验：人与机器的鉴别实验意识的量子效应实验：人与机器的鉴别实验.第17页，本讲稿共19页关于量子超光速通信的一些工作关于量子超光速通信的一些工作关于量子超光速通信的一些工作关于量子超光速通信的一些工作1 1 高山高山.量子运动与超光速通信量子运动与超光速通信M.M.北京北京:中国广播电视出版社中国广播电视出版社,2000,20002 Gao Shan,Revised quantum dynamics permits superluminal 2 Gao Shan,Revised quantum dynamics permits superluminal

23、communication,Quantum Mind Digest,#2000-10(2000)communication,Quantum Mind Digest,#2000-10(2000)3 3 高山，量子超光速通信，高山，量子超光速通信，CN 1316836ACN 1316836A，发明专利公报，发明专利公报，17(41),(2001)122 17(41),(2001)122 4 Gao Shan,A quantum method to test the existence of consciousness,The 4 Gao Shan,A quantum method to test

24、the existence of consciousness,The Noetic Journal,3(3),(2002)233-235 Noetic Journal,3(3),(2002)233-235 5 Gao Shan,A possible way for getting information out of a black hole,The 5 Gao Shan,A possible way for getting information out of a black hole,The Noetic Journal,4(3),(2003)121-133Noetic Journal,4

25、(3),(2003)121-1336 6 高山高山.量子量子M.M.北京北京:清华大学出版社清华大学出版社,2003,20037 Gao Shan,Quantum collapse,consciousness and superluminal 7 Gao Shan,Quantum collapse,consciousness and superluminal communication,Found.Phys.Lett,17(2),(2004)167-182 communication,Found.Phys.Lett,17(2),(2004)167-182 8 8 高山，关于量子超光速通信的一个理论设想高山，关于量子超光速通信的一个理论设想JJ，北京广播学院学报（自然科学，北京广播学院学报（自然科学版）版）,11,(2004)78-86,11,(2004)78-86第18页，本讲稿共19页创办创办超光速研究超光速研究杂志建议杂志建议1。有无必要？2。是否可能？3。如何办？网络形式网络形式？4。建立超光速研究论坛超光速研究论坛？5。量子讨论组第19页，本讲稿共19页