在「量子力学」领域,具有纠缠态的两个粒子能够瞬间共享物理状态
生活中,我们也许会有这样
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科学现象·「量子纠缠」
「薛定谔的猫」其实涉及的核心问题是
这是因为电子、原子、光子这些微观粒子的性质,与我们日常生活中所接触到的事物是完全不同的,这些差异有时可不仅仅是不能理解这么简单,是完完全全的不可理喻、不能接受,其中有一个很重要的方面就在于这些粒子的状态是不确定的,这种不确定性是完完全全的不确定的。
无论你是“先知”还是“神仙”,在进行具体的测量之前,你都不可能知道一个量子的确切状态是什么,只能根据概率进行推算。量子的世界就是如此这般,充满了不确定性,你永远无法预测下一个某个微观粒子的状态,你只能知道的是,这个微观粒子的某种状态的概率是多少,仅此而已。
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当电子从磁场中穿过时,自旋有可能变为向上、也可能变为向下,具体是哪种结果却是完全随机的,这种随机是真正的随机,在你对电子测量之前谁都无法得知它的状态,这是因为这个电子的状态实际上是在你测量的时候才能决定的。
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当年丹麦物理学家
于是,在1935年“爱波罗组合”联合发布了一篇论文,论文中提到了一个非常著名的问题,这个问题被称为「epr悖论」,「epr悖论」描述了这样一件事情——有一天,有一个粒子本来好好地呆着,突然受到了外力作用一分为二,分裂成了A粒子和B粒子,分别向不同的方向飞去,越飞越远,根据「动量守恒定律」,两个粒子必然其中一个是左旋的,另一个是右旋的,或者相反。又根据「量子力学」的原理,在测量两个粒子的状态之前,它们两个都处于左旋或者右旋的叠加状态之中。
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图解:“爱波罗组合”
「量子力学」认为粒子的状态是在测量的瞬间决定的,因此只有在测量
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从宏观的角度上来看,这种机制似乎违反了「相对论」的限制,任何物体都不可能传播的速度比光速还要快,
但是近几十年实验物理学家通过种种的实验已经证实了,
假如,你在家中是一个懒汉,袜子一穿就是几天从来不洗,每次脱下来就是随手一扔。有一天,你的妈妈在墙角发现了一只臭袜子,这只袜子已经连续被你穿了好几个星期,臭气熏天,打个不恰当的比方就是臭的都能自己站起来,更重要的是经过你这么一穿,袜子已经变得模糊、分不清左右了,它变成了一只
不幸的是,在前一天的晚上,你家的狗实在受不了另外一只袜子的味道,把它扔进了垃圾桶,你勤劳的爸爸刚进家门就把垃圾给扔了,这另外一只
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总之,两只袜子就是这样的状态,两者必须同时处于叠加状态或者确定的状态,当一方的状态确定时,另一方的状态也随之确定,并且当其中的一只确定为左脚或者右脚之时,另一只一定会是右脚或者左脚,这两只臭袜子当对其中的一只仔细辨别发现是左脚时,另外一只必然是右脚的,无论它俩的距离有多么遥远,哪怕你的两只袜子一只在天狼星上,另一只在半人马座α星上,只要其中的一只袜子被辨别了左右,另外一只袜子就能够瞬间地感受到这种效应,变成了一只配套的单袜了。
上面就是量子袜子
总结一下:所谓的「量子纠缠」指的是
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“爱波罗组合”的思想实验一经提出,人们再次陷入了深思,似乎有什么重要的定理又要被否认了,
最简单的守恒律是1+1=2,这也是我们这个世界的基石,很难想象如果有一天人们算出来1+1
比如,我们通过时间和速度相乘就能够得到路程。
可是当我们接收了量子力学的不确定性后,就必须承认在
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这里就会有一个重要的问题,
目前我们还没有发现爱因斯坦相对论失效的证据,量子可以超光速,但是它不违背相对论,这是因为相对论只限制了信息的传播速度不能超过光速,宇宙中确实有一些超越光速的存在,比如宇宙的膨胀速度就可以超过光速,但是宇宙膨胀本身不会传递信息,所以不能说宇宙膨胀的速度超过光速就违背了相对论。
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