打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
通俗讲解量子纠缠的原理

20世纪初是一个最伟大的年代,那个时候诞生了最优秀的科学家,比如说像尼尔斯.玻尔、爱因斯坦、薛定鄂、海森堡等。

他们共同创造了一门人类最伟大的科学之一,也是现代物理学的三大支柱之一,这就是量子力学。

量子力学从它诞生以来,不管是做出的预言,还是对世界的理解,都和我们对常规和宏观事件的观察和思考不一样。

其中一个很大的不同,就是量子运动的准确轨迹是无法测量的,只能用波函数描述量子在空间中的分布概率。

量子的世界,远观是一团雾,近看是个点。

在此之前,人类最离奇的想象也不会想到微观世界是如此的存在。

所以,对量子力学的看法就有了两派的分歧,一个就是以爱因斯坦为代表的一派,还有一个就是以波尔为代表的哥本哈根学派。

爱因斯坦本身并不反对量子力学,而且爱因斯坦对量子力学的发展做出了重大贡献。

光电效应就是爱因斯坦发现的,他也因此得了诺贝尔奖。光电效应是量子存在的最直接证据,直接证明了电磁波实际上是光子,而光子是一颗一颗的发出的,每一个光子携带固定能量,所以光的能量是不连续的。

这是量子力学的基础证据之一。

但是,爱因斯坦反对波尔对量子力学的解释。波尔认为量子力学是完备的,完备的意思就是量子的行为就是这样的,再没有别的其他东西了。

爱因斯坦认为,量子之所以远看一团雾近看一个点,就是因为还有一些其他的规律没被找到。

爱因斯坦就对波尔说,我就用量子力学推导出一个结果,然后我证明这个结果要么不存在,要么违反物理学的基本原理。

也就是说,爱因斯坦准备用推导出一个悖论的方法证明玻尔的观点不对。

那个时候还没有量子纠缠这个说法,这个悖论被称为EPR佯谬。

爱因斯坦根据量子力学的法则推导出这样一个结果:同时制备一对自旋相反的电子A和B,把它们分开,放在两个房间里。

如果破坏A的量子态,那么B会出现什么结果?

这里有两个选择。

第1个选择,如果遵守守恒性,B量子态被破坏,但是要破坏定域性原理。这是推导出来的结果。

第2个选择,B完全不受干扰。这个结果会遵守定域性原理,但是会破坏守恒性。

定域性原理是说,这个世界不存在超距作用,一个事物的变化只和它附近有关系的事物有关。这是保证物理实验正确的前提。

在此之前,人类所有的历史经验和科学实验中,都是遵守定域性原理的。这是默认正确的公理。

而守恒性和对称性又是相关联的,这是一个数学证明,被称为诺特定理,所以这个也不能被违反。

然后爱因斯坦就问波尔,你说你到底要破坏守恒性呢,还是破坏定域性?

这个好像爱因斯坦就是宋江,EPR佯谬就是阮小二,宋江叫阮小二捉住波尔,刀架在波尔脖子上问:你到底要吃板刀面,还是要吃馄饨?

反正横死竖死都是死,这里就强迫一对纠缠态的电子作出2选1。

那个时候波尔可能心里也没有底,而爱因斯坦认为波尔死定了。

但是当量子纠缠实验完成的时候,却出乎爱因斯坦的意料。

因为实验结果表明,对一个电子的干扰会影响另外一个电子。

如果用宏观的现象说明可以这样说,同时制作一对陀螺,这对陀螺的自转方向是相反的,把它们分别放在两个房间,把其中一个陀螺推倒,另外一个陀螺也瞬间倒了。

这是经典的物理学理论所不能接受的。

量子纠缠的发生原因,是强迫一对纠缠态的量子在守恒性和定域性之间作出选择的时候,量子选择了遵守守恒性,而放弃定域性。

而放弃定域性,就意味着超距离的瞬间联系。

所以,量子纠缠也不是无条件发生的。

但是普通吃瓜群众眼里的量子纠缠是无条件发生的。如果无条件发生量子纠缠,那么就意味着你在家里可以打一个响指,然后银行里的钱就少了100万,你家里就多了100万。

但是,即使量子纠缠是有条件发生的,也有很大的问题。

因为现在还不明白定域性原理什么时候可以被破坏,这也意味着物理学实验有可能被外星人干扰,从而锁死人类科技。

所以,爱因斯坦到死也没有接受定域性被破坏。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
波尔和爱因斯坦的世纪争论
量子理论
大科学家之间的争吵
量子纠缠的具体机制48:《光子是活的、电子是活的、量子是活的》——对量子原始性、混沌性、纠缠性的哲学思考
爱因斯坦和玻尔的伟大论战
量子科学革命简史与未来发展趋势
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服