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2022-10-24 14:28:29 heminbo888 0

首页-万事娱乐-万事平台【万事注册登陆】报道,我就上网搜了几个看。确实,大多数科普要么是光顾着讲爱因斯坦和波尔打嘴炮的历史了,不讲物理;要么讲着讲着就开始上公式了,人家能看懂公式看你科普干嘛?还有些就是为了讲明白把模型太简化了,打的比方都是错的。


作为研究方向就是在量子纠缠领域的磕盐狗,我来试着用人话来给只有中学物理基础的朋友们,科普一下『量子纠缠』究竟是个什么。


要搞清楚量子纠缠是什么,首先要对量子力学的世界观有了解。


现在我们来看一个科普中经常会出现的【错】的例子——手套。


这个例子是这样的:一对纠缠粒子就是一对手套,然后我把左手套放进一个盒子,右手套放进另一只盒子,然后把两只盒子在空间上分得很开。这时候我只打开其中一个盒子,发现里面是左手,就会知道另一边肯定是右手。


很多科普会用这个打比方,说这个就是纠缠态。


这个时候大部分正常人都会觉得:这么简单?手套一左一右,这傻子也知道啊还要量子力学教我?


House听了都要留下八个大字,「量子力学就那么回事」。


实际上如果用量子力学来看这个例子,我们看到的世界应该是这样的。


我有一对手套,我知道其中肯定有一只是左手,另一只是右手。可是对于其中的一只手套来讲,它究竟是左手还是右手,我不知道,手套自己也不知道,no one really knows.


现在我把这两只手套分别放进两个盒子里。每一个盒子里,都有了一只变化莫测的手套,它既是一只左手套,也是一只右手套。


你只要闭上眼睛不看这个手套,这个手套就永远在摇摆,永远在左右为难。


你只有睁开眼睛看了,这个手套才会确定自己究竟是左是右。


这个听起来就非常玄学了——但这就是量子力学的世界观,一种概率性的世界,一种不确定的世界。粒子不是我们想象中处于某个位置的一个微粒,而是一个概率波,而当观测发生时,波函数才会塌缩到一个确定的态。


量子力学为什么敢这么讲,是有实验依据的,就是大名鼎鼎的杨氏双缝干涉实验。每次发出一个光子,让它经过有两条缝的挡板,在挡板后面探测光子会落在哪里。按理说这个光子肯定是从缝里穿过去的,不是从左走,就是从右边走,所以你应该看到光子聚集在两个地方,形成两条明亮的条纹。但是,实验结果显示你会看到的是明暗交替的很多条干涉条纹,不止两条。


(如果光子是一个确定的微粒,结果应该是这样的)


(实际的实验结果,显示了粒子的波动性)


这个结果说明每一个光子,它都是既从左边走,也从右边走,同时从两边经过。


这个用行话讲,叫『叠加态』。一个量子态就是一个概率波,波函数处于多个态的叠加态上。敲黑板,叠加态不是量子纠缠,叠加态描述的是一个粒子,同时处在多个状态上。而纠缠态至少要两个事物。


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