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刷爆朋友圈的“量子糾纏”,真相是怎樣的?

 昵稱2601508 2019-12-20

每天都有人引爆朋友圈,今天是一篇叫《張楊導(dǎo)演,我愛你?!返奈恼?。

在文章中,自稱“小二姐”的作者敘述了與電影《岡仁波齊》導(dǎo)演張楊結(jié)識之后的種種糾葛。這篇文章被大量轉(zhuǎn)載,很快就突破了10萬+。

在文章中,作者寫道:

科學(xué)研究說,世界上有量子糾纏這個(gè)說法,從我出生起,我便開始與你有了糾纏,我們都知道,我們就是前世的夫妻。因?yàn)橄嗵巸H僅只有一個(gè)月,卻有極其強(qiáng)烈的信心我們就是對方的彼此。我們聊起小時(shí)候時(shí),似乎你在做什么,我的狀態(tài)也會隨著你在變化。我在做什么時(shí),你的狀態(tài)也會隨著我的在變化。

這讓很多讀者發(fā)出了靈魂一問:“量子糾纏”到底是個(gè)什么鬼?


現(xiàn)代物理學(xué)里,論起容易被誤解的領(lǐng)域,量子力學(xué)毫無疑問是第一名,而量子糾纏在其中少說也能排上前三名。

所以讓我們話先說在前頭:量子糾纏對于宏觀物體——換句話說,你眼睛看得見的所有東西——沒有任何你能感受到的影響。雖然情話怎么說是當(dāng)事人自己的事兒,但煩請圍觀群眾千萬別當(dāng)真,量子糾纏不是這個(gè)意思。玫瑰即使換了一個(gè)名字也依舊芬芳,而迷戀的感受就算被當(dāng)事人以量子之名稱乎,也還是和物理學(xué)毫無關(guān)系。

那量子糾纏到底是啥呢?

很多人都聽說過薛定諤的貓。但很少有人知道的是,薛定諤其實(shí)是在反對這只可憐貓半死半活的“疊加態(tài)”。他說:如果按照某些物理學(xué)家的觀點(diǎn),一個(gè)微觀粒子可以同時(shí)處在兩種狀態(tài)的疊加態(tài),那我往盒子里放毒藥,讓這個(gè)粒子的狀態(tài)來決定貓的生死,那豈不是貓也處于死活的疊加態(tài)嗎?用他的原話說,這是個(gè)“非常荒謬的例子”。

愛因斯坦則直接認(rèn)為,疊加態(tài)這玩意兒根本就不成立。

但是今天大部分的物理學(xué)家都認(rèn)為愛因斯坦錯(cuò)了。貓雖然不能疊加(戀愛中的人也不能),但粒子真的能。不但一個(gè)粒子能,兩個(gè)以上的也能。只要滿足特定的條件,二者就可以作為一個(gè)整體,同時(shí)處于疊加態(tài)中,而不能把其中的粒子單個(gè)拆出來看待(說得嚴(yán)格點(diǎn)兒, 是2個(gè)以上粒子的狀態(tài)無法寫成多個(gè)單粒子態(tài)的直積)。比如有一種糾纏態(tài)是,只要沒有外界干擾,當(dāng)A粒子處于0態(tài)時(shí),B粒子一定處于1態(tài);而當(dāng)A粒子處于1態(tài)時(shí),B粒子一定處于0態(tài)。

這種多個(gè)粒子間的奇特聯(lián)系,就是量子糾纏。

這件事情曾經(jīng)被愛因斯坦稱為“鬼魅的超距作用”(spooky action at a distance),并以此來質(zhì)疑量子力學(xué)的完備性,因?yàn)檫@個(gè)超距作用違反了他提出的“定域性”原理,即任何空間上相互影響的速度都不能超過光速。這就是著名的“EPR佯謬”。

不幸的是,一次又一次實(shí)驗(yàn)都表明,量子力學(xué)是對的,而愛因斯坦則錯(cuò)了。最近一次實(shí)驗(yàn)發(fā)生在去年,中國的“墨子號”量子衛(wèi)星在1200千米的空間尺度下證明,量子力學(xué)還是對的。在合適的條件下,兩個(gè)粒子真的可以產(chǎn)生這種關(guān)聯(lián)。

確實(shí),這種跨越空間的聯(lián)系聽起來十分浪漫,被拿來用作愛情的比喻很可以理解。無從知曉另一位當(dāng)事人看到這個(gè)比喻時(shí)的心情,但站在我們的立場上,還是必須友情提醒一下,如果你也想效仿這個(gè)比喻,那么它有幾個(gè)隱患

第一,量子糾纏是微觀粒子之間的聯(lián)系,雖然原則上大一些的宏觀物體也不是沒有可能形成糾纏,但基本上幾億億億億分之一秒內(nèi)就會解除。這個(gè)事情寓意不太好——要是涉及到大人物,感覺糾纏就會馬上維持不住。

第二,量子糾纏并不限定在2個(gè)粒子之間,完全可以涉及到3個(gè)甚至更多的粒子,每一個(gè)都會影響到其他粒子。同樣地,雖然每個(gè)人心中都有理想愛情,但這件事情對很多人而言也是寓意不太好??

第三,量子糾纏只說粒子之間有聯(lián)系,沒規(guī)定什么樣的聯(lián)系。固然可以兩個(gè)粒子狀態(tài)一直都相同,但也可以比如說一直都相反。要是親密關(guān)系雙方每時(shí)每刻都南轅北轍,這個(gè)就會有點(diǎn)尷尬。

第四,量子糾纏是一種很脆弱的關(guān)系,畢竟量子疊加態(tài)本身就很脆弱:只要你看一眼就能知道貓的死活,一束光子打過去做一下觀察就能定下粒子的狀態(tài)同時(shí)打破它的糾纏。所以實(shí)踐中制造量子糾纏態(tài)都要十分小心。如果愛情關(guān)系也是這樣的話,那真是字面意義上的見光死。

所以,情話的歸情話,物理的歸物理。兩情相悅的時(shí)候說什么都無所謂,但公開的時(shí)候亂用比喻的確要小心,萬一對方不領(lǐng)情,那漏洞就不是甜蜜而是尷尬了。

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