量子纠缠究竟是什么?著名的科学实验:薛定谔的猫

2025-02-18 18:33:16阅读量:18 字体:

把球直接抛向空中,你能预测球,离开你手后的运动轨迹吗?

当然,那很容易,球会向上移动,直到到达某个最高点,然后再向下移动又落在你手上。事情就是这样,你知道,是因为你目睹了无数次。而你一生所有观察到的日常现象,都是物理学。

但是,假设我们探索一个,关于原子物理学的问题,比如氢原子核,它周围的电子看起来像什么?我们能根据我们对日常物理的经验,来回答这个问题吗?当然不行,为什么?

因为在如此小的尺度上,物理性质,不同于你一直看到的宏观物体的物理性质,你所了解的日常世界是按照“经典物理学”的规律来运作的,原子尺度上的系统,是按照“量子物理学”的规律运行的。

量子纠缠究竟是什么?著名的科学实验:薛定谔的猫

量子世界,是一个非常奇怪的地方

一个著名的思想实验,给出了量子奇异性的例证:薛定谔的猫。

一个物理学家把猫和一个ZhaDan放进盒子里,然后盖上盖子,ZhaDan有50%的机会爆炸。但是直到我们打开盖子,才知道ZhaDan是不是爆炸了,但是如果我们没有打开盖子,就没有办法知道猫是活的,还是死的。在量子物理学中,我们可以说,在我们观察之前,猫处于“叠加状态”,也就是说它既不是活的,也不是死的,而是两种可能性的混合,每种可能性有50%。

同样的事情,也发生在量子尺度的物理系统上,比如电子在氢原子中运行,电子实际上根本不是在轨道上运动。在原子空间里到处都是,一下子在这里,一下子在哪里,看起来像是随机出现在某个地方,只有在我们测量了它的位置之后,我们才能精确定位,电子就在那一个位置,就像我们打开盒子才知道猫是死是活,这就引出了量子纠缠这一奇特而美丽的现象。


假设不是一只猫在一个盒子里,而是两只猫在两个不同的盒子里,如果我们对这对猫重复这个实验,实验可以是四种可能性之一:要么两只猫都活了,要么都死了,要么一只活了,另一只死亡,反之亦然。两只猫再次处于叠加状态,每一个结果都有25%,而不是50%。

量子力学告诉我们,活猫和死猫都是叠加态的结果

换言之,可以有一个双猫系统,这样的结果将永远是一只猫活着,另一只猫死了。技术术语来说,猫的状态是纠缠的。

如果你准备两个猫,放在盒子里,如果把这两个猫理解为,处于“纠缠状态”,那么即使移动盒子到宇宙的另一端,实验的结果仍然是同样。一只猫总是活着出来,而另一只猫总是死了,在我们测量结果之前,两只猫的生死是完全不确定的。

这怎么可能?在宇宙的另一边“纠缠的状态”是什么样的方式?

离得太远,不能及时沟通,那两颗ZhaDan怎么会让一个爆炸另一个不爆炸?

你可能在想,这只是一些理论上的胡言乱语,这种事情在现实世界中是不可能发生的。但事实证明,量子纠缠,已经在现实世界的实验室中,得到了证实!两个亚原子粒子纠缠在一个叠加态中,其中一个粒子以一种方式旋转,那么另一个必须转另一个方向,信息没有办法从一个粒子传递到另一个粒子的,并指示以何种方式旋转,但是事实就这样发生了!


“量子纠缠”是一个神奇的现象,目前科学家们无法给出任何解释,只是知道存在这个现象

量子纠缠可以用于很多地方,可以设置一种量子密码,因为是无视时间、空间、距离,能做到事实同步通信,所以这个密码是相当安全的。我们国家现在研发的量子雷达,就是利用这种原理。目前我们国家还研究出来了量子计算机,以前需要100年才能计算出来的信息,使用量子计算机分分秒秒就搞定。

如果我们使用量子技术来模拟一个人类大脑,我们是不是可以找到意识的秘密?或者说,我们的大脑本就是一种量子技术在运算?那么是什么与我们大脑里的这些量子进行纠缠?在后面的内中,我们一起探索。

推荐阅读

  • 世界上最硬的树(铁桦树)

    世界上最硬的树(铁桦树)

    世界上最坚硬的树木是铁桦树。这是一种十分古老的树木,据说子弹都难以打穿,这种树木无比坚硬,但资源却逐渐变得十分稀少,传说铁桦树坚硬的程度比橡树要硬出三倍,比普通的钢铁还要硬一倍,经常作为金属的代替用品...

    阅读: 857

  • 世界上最毒的蛇是什么蛇(内陆太攀蛇)

    世界上最毒的蛇是什么蛇(内陆太攀蛇)

    内陆太攀蛇被誉为世界上最毒的蛇,也被称之为细鳞太攀蛇,是全球范围内毒性最强的陆栖蛇种之一,在澳大利亚南部干燥内陆地区生存,成年的内陆太攀蛇,体长可达到两米左右,头部扁平,有黑色或者略带黑色斑纹的躯干。...

    阅读: 2864

  • 世界上最小的狗是什么品种(吉娃娃)

    世界上最小的狗是什么品种(吉娃娃)

    世界上最小的狗就是吉娃娃,身高大约只有15cm左右。吉娃娃也被称之为迷你狗,这种犬种原产于南美洲,是世界上体格最小的一种犬类,大多数吉娃娃只有15cm左右的身高,重量方面大约只有1~3kg,这种狗性格...

    阅读: 2157

  • 世界上最大的车子是什么车(别拉斯75710)

    世界上最大的车子是什么车(别拉斯75710)

    世界上最大的车子是别拉斯75710。在生活当中见到的车以小型车居多,重型卡车造型较为威猛,尺寸比较夸张,通常还会有满满的货物,使在公路上经常会受到关注,自卸车是运输装卸的佼佼者。一、别拉斯75710介...

    阅读: 1073

  • 诸葛亮三兄弟是谁(诸葛瑾和诸葛诞)

    诸葛亮三兄弟是谁(诸葛瑾和诸葛诞)

    在三国这个波澜壮阔的历史舞台上,诸葛亮作为蜀汉的丞相,以其卓越的智慧和忠诚成为了历史上的一位传奇人物。然而,除了诸葛亮外,他的家族中还有其他几位也在三国历史上占有一席之地的人物,尤其是他的两位兄弟&m...

    阅读: 2079

  • 庞德魏延谁厉害(无法判断)

    庞德魏延谁厉害(无法判断)

    在探讨三国演义中庞德和魏延谁更厉害的问题时,我们必须认识到,这是一个极具争议的话题,因为两位将领在历史和文学作品中的描述各有侧重,很难通过直接比较来得出一个明确的结论。此外,军事实力的衡量不仅仅基于个...

    阅读: 244

  • 有哪些面相特征的男人有出息(发迹线整齐)

    有哪些面相特征的男人有出息(发迹线整齐)

    发迹线整齐、后脑勺平坦、双耳齐眉等。在中国传统相面学中,面相被认为是一个人命运的象征,而这些面相特征常常会被视为成功和出息的象征。1、发迹线整齐发迹线整齐的人往往在事业上能有突出表现。这种面相特征不仅...

    阅读: 2606

  • 有哪些面相特征的男人中年破财(双颊消瘦但颧骨高凸)

    有哪些面相特征的男人中年破财(双颊消瘦但颧骨高凸)

    双颊消瘦但颧骨高凸、眉毛杂乱或乱眉、鼻子短等。在相面学中,人的面相被认为与其命运息息相关,这些特征被认为是男人中年破财的预兆。1、双颊消瘦但颧骨高凸这样的面相通常暗示着一个人可能在中年时遭遇破财之灾。...

    阅读: 2099

  • 刘备让张飞守阆中张飞都做了些什么事(抵御张郃的南侵)

    刘备让张飞守阆中张飞都做了些什么事(抵御张郃的南侵)

    在三国的历史长河中,张飞作为刘备的亲信将领和蜀汉的重要支柱,其勇猛与忠诚为世人所铭记。特别是在阆中镇守期间,张飞不仅成功抵御了外敌的侵扰,还为蜀汉的稳固与发展作出了重要贡献。公元214年,刘备在益州的...

    阅读: 1289

  • 公孙瓒的武力如何(并不弱)

    公孙瓒的武力如何(并不弱)

    公孙瓒,在汉末群雄割据的乱世之中,以其出色的军事才能和坚定的抗争意志脱颖而出。他不仅是讨伐董卓联军中的一员,更是北方边境的一方诸侯,拥有自己的军事力量。尽管历史记载中对于公孙瓒的武力评价未有过多详细的...

    阅读: 1952

热门文章