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到底什么是“量子纠缠”

如今,薛定谔的猫在大众中的人气一路飙升,成为“万能挭”、撩妹“神器”和量子力学代名词。它还与芝诺的龟、巴甫洛夫的狗、莎士比亚的猴、洛伦兹的蝴蝶、拉普拉斯的兽、麦克斯韦的妖,并称“科学界7大神兽”。URy拜客生活常识网

现代科学乃至科幻中很多好玩的概念都可以从“薛定谔的猫”出发。 比如:平行宇宙。“平行宇宙”理论解释:打开盒子的那一刹那,宇宙分裂了,成了两个不同的宇宙。其中一个宇宙中的你,看见了活猫;另一个宇宙中的另一个你,好奇害死猫。两种可能五五开。无数个你,活在无数平行世界里,经历着不一样的人生。URy拜客生活常识网

图:平行世界命运简图,来源:Pinterest 不可思议的是,平行宇宙可不是猜想,它有严格的数学证明来成立! 再比如:量子计算机我们知道,传统计算机的基础逻辑是二进制,要么是0,要么是1。但是,量子世界里,把光子做成“薛定谔猫态”,转变为“既是0,又是1”等多种叠加态,这有什么好处呢? 举个例子,现在,陆逊要破解诸葛卧龙的“八阵图”,如果他对“休、生、伤、杜、景、死、惊、开”八门一个个地试,要迷住很久才能解出来。但假如他像孙悟空一样分身叠加,每一个岔路都派一个分身同时去,只需要一次,就能找到出口,卧龙先生根本抵挡不住。这叫做量子叠加态的“并行”计算,大大提升战斗效率。所以我国的“九章”能将6亿年的计算缩短到200秒。量子,正在重构世界运行的底层逻辑。URy拜客生活常识网

04文明若毁,人类该留什么话?URy拜客生活常识网

猫活着,还是死去?这是个问题。 死后在这里,还是那里?这也是个问题。 跟薛定谔一个级别的量子学家海森堡,他写下了这样的墓志铭:“我长眠于此,但我已在别处。”这就是量子论,世界充满了不确定性。到了20世纪下半叶,现代量子力学的领军人物费曼提出一个更大胆的问题:如果文明将毁灭,人类该留下一句什么话?这句话要尽可能简洁,也要包含尽可能多的信息,后来者才能重造文明。费曼说,这句话应该是“万物由原子组成”。怎么理解呢?1986年,大卫·科波菲尔来到北京表演穿长城。借助幕布遮挡,他从长城的一边钻到另一边,上演了真实版的“崂山道士”,但这只是投影原理和视觉盲区的魔术,不是量子力学。URy拜客生活常识网

图:大卫·科波菲尔表演“穿”长城现实中,你在电梯里接听手机,电话很容易掉线,或者只有微弱的信号。这是由于电梯四周屏蔽了电磁波的信号,但这种屏蔽并不彻底,还是“放”了一丢丢信号进来,这是电磁波的“穿墙术”。进入量子世界。现在,两个带正电的原子核,之间因排斥力形成了一道无形的“墙”,原本,在强烈的碰撞下,才能打破“墙”,发生核聚变;实际上,因为“量子隧穿”效应,在动能不足、温度不高、概率极小的情况下,原子核施展“穿墙术”,核聚变也能发生。URy拜客生活常识网

于是,才有了太阳发光发热,哺育了世间万物。从水的形成,到光合作用,再到生命诞生,越来越多的自然现象,刨根问底下去,就一定会刨到量子力学。URy拜客生活常识网

那人到底能否穿墙? 根据薛定谔方程求解,理论上是可以“隧穿”的,但概率极低、极低、极低,他需要一刻不停地去撞墙,撞啊、撞啊、撞啊,从宇宙大爆炸之初撞到2022年,也很难撞出奇迹。 一个终极问题,宇宙的起源是什么?同样离不开量子力学。 坐在轮椅上的“爱因斯坦”——霍金说,宇宙开始之前,处于一个“量子叠加态”,它可以演变成无数种历史。突然,宇宙的“波函数坍缩”了,时间开始,暴胀发生。我们所在的宇宙,只是宇宙无数可能的中的一个而已。 主流的宇宙“暴胀理论”认为,广阔的真空中,量子涨落的一次偶然隧穿,让宇宙诞生之初经历一次超级猛烈的膨胀。URy拜客生活常识网

图:COBE卫星观测到的“宇宙微波背景辐射”分布图,称之为“上帝脸上的皱纹”。这项发现获得了2006年诺贝尔物理学奖,证明了宇宙大爆炸理论成立。 量子力学,可以“无”中生有。 可是,为什么我们日常看不到量子现象?科学实验已经发现,“薛定谔的猫”真的有叠加态,人也会有叠加态,只是发生了极快的“退相干”,你呈现的是粒子特征,波动特征消失了。

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