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终于有人解释了量子纠缠 (自留地 2)

11已有 1275 次阅读  2017-11-05 03:05

量子力学,这是一群人而不是一个人的理论,不过波尔可以说是理论代言人,他基于让一群科学家蒙圈见了鬼的神奇双缝实验(详情请自查,用一句话说就是安装摄像头观测和不安装摄像头观测居然有完全不一样的结果)的结果,得出来三点非常高于传统正常思维的总结:1、叠加态:在微观世界,量子们同时处于不同的状态,也就是多种可能性并存的状态——叠加态。2、测不准原理:叠加态是不可能精确测量的,比如他的速度永远测不准,这是本性,与仪器精度无关。3、观察者原理:我们永远看不到一个即左即又、又黑又白的量子物体,这就是叠加态特性,只要进行观测必然看到或左或右或黑或白的确定无疑的结果,至于到底看到哪个态则是随机的,按照概率来的。

关于以上观察者原理一项,后来又有更准确的描述:只要量子处于“可能被精确测量的环境下”量子就会由叠加态变为确定态,即塌缩。与人为意志无关。

叠加态,当时几乎让所有科学家觉得这是纯属YY,但是却没有人能够真正驳倒,然后伟大的薛定谔通过纯属想象+推理,得出来一只更加著名的薛定谔之猫。简单描述就是假定把一只猫放入一个带有机关的箱子,触发机关是靠一个处于叠加态(可能衰变也可能不衰变)的原子核,衰变了触发机关打开毒药,小猫就是死猫,没衰变就不触发机关,小猫就依然是活猫,那么问题来了,这只猫在箱子里岂不是即死又活、不死不活的猫,显然薛老师用的是反证法,先假定波尔是正确的,然后按着你的思路推理得出一个荒谬的结论。这一回合薛神占优。

然而有没有这只猫呢?目前整个的大猫没有,但是在1996年美国的男梦露实实在在的发现了处于薛定谔猫态(叠加态)的单个铍离子(详情自查吧),虽然只是一个离子,虽然相比一只猫差了好多筋斗云的距离,但是星星之火可以燎原呀。

说到星星之火,2004年潘健伟团队实现了5光子的薛定谔猫态,2016年已实现10光子薛定谔猫态。至于什么时候能够真的累积成一只猫,不敢想,但是自从发现单个铍离子开始,薛老师的猫已经投靠波尔大神了。

薛定谔猫的故事还没有完,薛大神又想了一出“孪生粒子叠加态”,这又是一个思想实验,假设一个母粒子分裂为粒子a与b,不管两个粒子相距多远,只要观测其中任意一个的状态,马上就能知道另一个的状态,因为它们是一个母粒子产生,状态相反。这样的两个粒子命运紧紧相连,知其一必知其二,所以薛老师给起了一个非常性感的名字:量子纠缠。

关于量子纠缠,后来(波尔、薛定谔、爱因斯坦等大神俱往矣)的事实证明是正确的,真实存在的。我们还回到他们的年代举例:母亲把一双鞋分给兄弟俩,他们各带一只远走他乡,中国的哥哥打开盒子发现是左脚,就知道弟弟带到美国的一定是右脚,看上去这并没有什么稀奇,稀奇的是,根据量子力学的说法,弟弟那只盒子里的鞋是左还是右,不是妈妈事先决定的,而是哥哥打开盒子的行为决定的,当然哥哥打开以后完全是靠概率显示左或右,至于两只相隔万里的鞋靠什么信号联系,这是所有人所说的不懂量子力学的本质所在。

以上简单的基本的说了爱因斯坦后四十年所研究的事情(包括大神逝去之后到当下的发展),核心有叠加态、量子纠缠以及量子力学的实质:微观世界只能用概率统计来表达,具体到单个粒子,它的状态是不确定的叠加态。单个粒子扩大足够多倍就成为了薛定谔猫。

以上介绍的叠加态让爱大神实在不爽,它否认了物质的实在性。爱因斯坦认为根本不存在又死又活的猫,猫的死活在观测之前就是定数,只是我们看不到箱子里的猫,然后愚蠢的推测箱子里是可能死也可能活的猫。

要说叠加态只是让爱大神不爽,那么量子纠缠就是触动了爱大神的底线,因为量子纠缠挑战的是相对论,纠缠量子的相互作用是瞬间的,不受距离限制,永远都是瞬间,这速度!那啥,您了发现没,超光速啦~啊!我滴个神呀,这是个什么世界呀?

写到这里,窃以为基本说清了爱大神四十年余生里研究的东西和困扰的问题,他有什么提示呢?我不知道,我只知道他本以为的宇宙的意义都变了,最起码不牢靠了。

最伟大的人最后还是带着遗憾走了。

但是问题没有完,或许永远不会完。双缝实验,波尔的推理,薛神的假设,之后继续有贝尔的实验证实了波尔与薛神理论——量子力学的正确性。贝尔原本是想帮着偶像——爱大神来对付量子力学的,可是事实就是事实。

最后多说一句,“墨子号”量子通信卫星就是利用的量子纠缠现象,但是功能不是真正的通信,而是加密,因为观测到量子纠缠对的呈现的状态都是随机的,要想利用还是要在现有通信条件下修正。在这个现实基础上来说,还是没有超过光速。

1.3亿光年外的引力波刚被人类探测到了,而引力波能做啥暂时未知。

现代尖端物理一直困扰于“量子纠缠”这个现象。什么是量子纠缠,通俗点儿讲,就是两个最精微的基本粒子,不管相隔多远,哪怕几千公里,人只要动了其中的一个,另一个也会零时差地有反应。它们互相是怎么联系的?即使光速也没有那么快。这就说明宇宙中肯定另有通道,这个通道是人们看不见的,跟灵魂冥冥之中瞬间万里相知觉非常相似。



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