冲波逐浪 22-10-06 22:19
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#量子纠缠# 从头再简单地解释一下(三)

有了前两篇的基础,现在可以略微改一下最早那篇的例子,再重新简单解释一遍量子纠缠了,并可以帮着解除一些误区:

前两篇总结:在量子世界里,“粒子”(原子、光子、夸克…)
1. 同时是个波函数又是一个粒子(不观测时位置无法确定,位置概率是个波函数,运动近似于波;观测时,是一个粒子)。参见系列(一)
2. 不观测时,同时在所有可能的位置(在所有可能的状态中),观测时,在具体的一个位置上(呈现一个状态)。参见系列(二)

现在考虑粒子就两个状态,0或1,或者“正”或“负”。

下面,用不恰当但容易理解的比喻:

拿一张纸,正面左边红字“正”,右边红字“负”,红字“正”的背面是蓝字“负”,红字“负”的背面是蓝字“正”(图一)。

把这张纸看作“粒子”,有两个状态,正面(红字面)及反面(蓝字面)。不看(观测)这张纸时,它是一个波函数,咱们比喻为快速旋转的硬币那样(同时在两个正、负状态中,同时呈现在所有可能的位置上,看去是一个模糊的球(参见系列(二)中风扇的例子)。如果看(观测),手一拨,旋转停止(波函数消失),呈现为或者正面向上或者背面向上的一张纸(状态为正或负的粒子)。

现在将纸左右一分为二,两张纸(两个粒子),每一张纸两个状态正或负(以看到朝上的字决定)。但是,这两张纸目前是纠缠状态:虽然是两张纸,其实共享一个波函数。即,当不观测时,两张纸的“旋转”是“同步”的(也都同时在正、负状态中)。一旦观看(触碰停下),因为同步,两张纸都会要么正面(红字面)朝上、要么背面(蓝字面)朝上。但是观察到的状态相反:红字面朝上的话,一张是红“正“(状态为“正”),另一张是红“负“(状态为“负”)。蓝字面朝上的话,就是蓝“负”及蓝“正”。这两张纸,目前就相当于处在两个粒子的纠缠状态。【产生两个纠缠的粒子,可以通过水晶分离光子获得,也可以让两个粒子靠拢相拥获得。具体这里不普及了】这里纠缠的关键是一个波函数,任何时候一方被观测为正时,另一方一定是负,反之亦然。

现在两张纸分别放进两个盒子(观测不到,所以都在“同步”旋转中),给甲、乙两人。甲去了北京,乙去了深圳(或者甲去了火星,乙去了水星)。任何时候甲或乙打开观测纸,都会看到正或负的状态,同时也立即知道另一方会是负或正的状态。但是,注意到,打开盒子前,谁也不知道拿的是哪张纸,谁也不知道将会观测到什么状态。另外,特别注意:一但打开盒子(观测),纠缠停止!(波函数坍塌)

以上就是量子纠缠的大致情况。希望大家大致能理解一些。

这里没有爱因斯坦所说的诡异的超距魔力。导致一方超距影响另一方的,是共享一个波函数(可以夸张比喻为一方粒子是自己,另一方粒子是镜子里的自己。图二是科学家拍摄到的纠缠粒子的图片。诡异不?估计现在即使看睏了也睡不着觉了[太开心])。两张纸里不需要爱因斯坦需要的阴藏机制控制旋转(隐含变量)。甲、乙之间也无超光速信息传递。这里,波尔赢了爱因斯坦。

误区:

如果大致了解了(一)(二)(三),应该能消除:一个光子同时穿越两条缝、上帝之手、因果注定、心灵感应、多宇宙等误区。

发布于 美国