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科学家至今仍不清楚量子纠缠的真正奥秘,但这种鸟能轻松驾驭它!

量子力学理论是现代物理学上的一个重大突破,很多物理学家坚信量子力学中蕴藏着众多生命的秘密,在生灵万物的细胞深处,粒子犹如魂魄般在细胞壁间穿梭。当植物俘获阳光,这些光波将会同时入射到植物中各个细胞。而即便是我们自身的感官,也会与这灵异的量子振动相协调。在奇妙的量子生物学世界,生命只是一场概率游戏,而规则由量子力学掌控。

量子力学在解释众多重要的生命过程中起到了关键的作用,量子力学甚至可能是生命存在的基础。

每逢冬季,有许多鸟类会南下过冬,然后再北上避暑,这就是我们熟知的迁徙。但是多年来,鸟类到底是如何精确地进行导航仍是生物学界最大的谜团之一,而最近的一个发现掀起了不小的轰动。

在过去几年里,有一种鸟类曾引发了一场科技变革,因为这种鸟使用了一种在整个科技界看来都颇为奇特的导航方式,它竟然利用了奇妙的量子力学,而这其中的原理曾困惑了许多伟大的物理学家,甚至包括爱因斯坦这样伟大的物理学家。

所以当我们探索这种神秘的物种时会感到些许惊讶,这个物种被称为“量子知更鸟”!


在量子力学中讲述了具有诡异特性的亚原子粒子,进入这个微观世界,我们必须抛弃常识与直观的思考方式。相反,那是一个物质可以像波那样传播的世界,量子粒子可以同时身处多地,并互相进行神秘的通信。

物理学家亨里克一直在探究这样一个理论,那就是知更鸟通过地磁场来导航,他的实验室是一个绝妙的磁鸟笼,亨里克利用的人工磁场和地磁场几乎相同,只不过他可以任何改变磁场的方向。

在他的实验中,知更鸟总是顺势者磁场方向,并在这个方向留下刮痕,但最神秘的是它是如何感知的。

地磁场极其微弱,以至于任何生物都难以探测到,当亨里克给知更鸟套上头套后只露出知更鸟的眼睛,却发现了一个有趣的线索。亨里克发现,如果遮住了知更鸟的右眼,就关闭了大脑左半部分的磁场感知功能,如果遮住左眼,就会关闭右边大脑的感知功能,知更鸟的眼睛中似乎藏有磁罗盘!

我们通常都用眼睛来获取图像,但我们的眼睛还有另一个光探测机制。如果用手电照射我们的眼睛,会看到我们的瞳孔会缩小,这算是一种防御机制用来保护我们的眼睛,我们的眼睛会对光粒子做出反映,光子所携带的能量显然足够刺激产生化学反应。

而光同样会在知更鸟的眼睛中引起相同的化学反应,事实上入射到眼中的光子驱动着一种特殊形式的磁罗盘,深藏于细胞之中,游弋于诡异的亚原子粒子世界,在那里,仅有量子力学可解释一切。

试着想象在知更鸟眼中的化学反应发生在能量谷之间,为了能触发反应,首先需要把分子推到“山顶”,多亏了亨里克的实验,我们现在才知道光在其中出了很多力。但当其达到最顶端时,即使是最轻微的触碰都会使分子在山顶发生偏移。

重点是,知更鸟的化学磁罗盘正平衡于两个能量谷之间的顶峰,若其向一方偏移,则会产生一类化学产物。即便地磁场发生最细微的改变也会使分子倒向谷底,但是这违背常识,最后一个难题的解决取决于物理学中一个令人难以置信的想法,但如果你发现这难以理解没有关系,因为即使是爱因斯坦也称其为“幽灵”!

这个想法就是量子纠缠,其中讲到两个粒子之间的通信速度似乎比光速还要快,在1935年,爱因斯坦发表了一篇著名的论文,认为这根本不可能,但爱因斯坦错了!

近些年来,一些机器精准的实验显示亚原子粒子确实存在纠缠,这就意味着,两者即使在宇宙两端也能瞬间影响着彼此,这也同样说明,似乎同样的事情也发生在知更鸟的眼中。

当一个光子进入知更鸟的眼睛中,会产生一队所谓的纠缠电子,而每个电子都具有两种可能的状态,为了便于理解,暂且把它们称为红和绿,而奇怪的就在于此,除非我们测量它们,否则二者不分彼此,但又能同时区分开来。

把这些电子想象成转盘,它们即是红也是绿,当我们发射一个飞镖,才可以迫使第一个电子成为两者之一,这么看来,这就像一场概率游戏,除非我们发射飞镖否则不会知道结果。

如果我们现在知道第一个电子是红,假设现在测量第二个电子,你一定会认为我们获得红和绿的可能性各有一半,毕竟这种人为是按照常理所做出的,但是你错了。

在量子纠缠理论中,两个电子存在神秘的联系。比如,如果我们首先得到红色,那么我们之后得到的总是红色,这个游戏毫无概率而言,就好像第一个电子一直在告诉着第二个该如何去做,这也就是为何爱因斯坦称它们是幽灵,最不可思议的是,无论它们相隔多远,电子似乎都知道它们应该具有相同的颜色。

而真正的重点在于,两个电子并不需要具有相同的颜色,它们可以用其他方式发生纠缠,所以如果第一个电子是红色,那么第二个总会是红色,这种神秘的联系似乎是量子知更鸟罗盘的终极秘密,因为地球磁场的方向可以影响其状态,而这也是打破知更鸟化学罗盘平衡的重要原因。

地磁场的细微振动都可能影响知更鸟中电子的纠缠方式,而这也足以改变它的磁罗盘。我们终于知道如此微弱的地磁场是如何让只更妙感知磁场方向,如果磁场改变,则发生在知更鸟眼中的化学反应也会改变,并影响其对于磁场的判断,突然之间,我们发现在鸟类中也存在着量子力学现象,这在生物学界也算是史无前例了,知更鸟是通过这幽灵般的量子纠缠来导航的!

想要看到这奥妙的量子效应,即使在极端苛刻的物理实验室环境之下也极为困难,但知更鸟丝毫不费吹灰之力,这些实验都是真实并得到过验证,但仍然让人觉得难以置信!

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