解读诡异的量子世界,超光速现象司空见惯,完全颠覆人类的世界观

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1、解读诡异的超光量子世界,超光速现象司空见惯,象司完全颠覆人类的全颠世界观。在量子领域的覆人边缘,物理学家们曾一度怀疑我们对宇宙存在的解读基本假设,但最终他们不得不承认,诡异惯完观观测是世界速现世界决定宇宙状态的关键因素。在婴儿的超光眼里,世界充满了惊喜,象司他们会惊奇地发现,全颠当某物被遮挡后,覆人它似乎就从世界上消失了,解读仿佛它是凭空产生、凭空消失的,这为他们提供了无尽的乐趣,尽管对成人来说这毫无新奇之处,但是随着孩子们逐渐长大,他们会认识到物体并不会无缘无故地出现或消失,他们将理解到客体永久性的概念,而这概念在物理学界根深蒂固,以至于无需再进行深入讲解。

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2、这种思想,即我们不看宇宙时它依然存在,是物理学中最基本的假设之一,大部分科学理论都基于此认为宇宙在观测之外同样真实。这种概念,即宇宙不依赖于观测者或意识而存在,在物理学中被称作实在论。

3、然而,量子力学的怪异之处让一些科学家质疑,是否应放弃这个基本假设。这个议题是量子力学创始时期最激烈的争论之一。一方面,尼尔斯·玻尔坚持认为,在没有进行观测时赋予宇宙以现实是毫无意义的。

4、在没有测量时,量子系统只存在于一个模糊的叠加态,也就是所有可能属性的混合。波函数是描述这个叠加态的唯一手段,只有在观测发生时,宇宙才呈现一个确切的物质状态。

5、这种宇宙的有时有时无的特性,正是玻尔的哥本哈根诠释的核心。另一方面,阿尔伯特·爱因斯坦坚信现实是客观存在的,不依赖于我们的观测。他认为波函数和量子力学本身是不完全的,存在所谓的隐变量,这些变量代表了更加物质化的实在。

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1、为了反驳玻尔的理论,爱因斯坦和波多尔斯基、罗森设计了一个量子情境,表明如果放弃实在论假设,则必须同时放弃另一个基本的观念:定域性。定域性认为宇宙中的点只能与邻近的点产生作用,这是相对论的基础,它限制了因果关系的传播速度,使其不超过光速。悖论,即爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论,引入了量子力学中最神秘的概念之一:量子纠缠。当两个粒子短暂相互作用后,它们会相互影响,联结在一起,形成一个统一的波函数,该波函数包含了两个粒子所有可能的状态。

2、根据哥本哈根诠释,对纠缠对中任一粒子的测量,都会导致整个波函数的坍缩,进而影响另一个粒子的测量结果,这种影响在理论上可以瞬间跨越任何距离,甚至可能逆时间传播。这不仅违背了定域性,也可能违背了因果律,爱因斯坦等人认为这种观点荒谬至极,他们认为宇宙在每一点都应有真实而确定的存在,其影响不会超过光速。当时,玻尔与爱因斯坦之间的辩论听起来具有哲学意味。

3、然而,1964年,爱尔兰物理学家约翰·斯图尔特·贝尔提出一个实验,用以解决这一争端。他用纠缠的电子和正电子对进行实验,当这两个粒子同时由一个光子产生时,它们的自旋方向总是相反。在测量之前,我们不知道任何粒子的确切自旋方向,只知道它们必然相反,因此它们的波函数是纠缠的。对一个粒子自旋的测量,能告诉我们另一个的自旋,无论两者相隔多远。

4、但在量子力学中,测量行为会改变被测量对象。拿量子自旋来说,测量的影响非常奇特。我们通过转轴来定义自旋方向,而测量时必须选择一个方向放置测量仪器。

5、我们发现,被测量的量子总是与我们选择的测量方向对齐,如果选择垂直方向测量,则自旋方向是向上或向下;如果水平测量,则自旋方向是向左或向右。测量似乎迫使被测量粒子的自旋与测量方向对齐。但是,测量一个纠缠粒子如何影响另一个纠缠粒子的自旋方向呢。

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