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首次实现宏观量子纠缠(科学家找到了爱因斯坦口中的“鬼魅”)

时间:2022-12-15

两个纠缠后的量子,即使相隔数光年的遥远距离,彼此之间也可以在瞬间相互影响,这种相互影响的速度超越了光速,忽视了时间和空间的限制

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“量子纠缠”,是一种只发生在量子系统中的神奇现象。两个纠缠后的量子,即使相隔数光年的遥远距离,彼此之间也可以在瞬间相互影响,这种相互影响的速度超越了光速,忽视了时间和空间的限制。

量子纠缠这个现象首次暴露在世人面前,是爱因斯坦为了向世人展现“量子力学的不完备性”提出的一个悖论“EPR佯谬”中,首次公开讨论量子纠缠的相关概念,但是这次爱因斯坦提到量子纠缠并没有深入去剖析这个现象的本质,而是用这个现象去展示“量子力学的不完备性”。

量子力学是一个不完备的理论,其实不只是量子力学,广义相对论也不够完善。从数学上来看,量子力学和广义相对论不相容,量子力学统一了除了引力之外的其他三种作用力,却无法解释引力的诞生,虽然科学家一直试图找到所谓的“引力子”,但是从广义相对论的角度来看,引力子其实没有必要存在。

对于爱因斯坦本人来说,他一直不满足自己的理论存在漏洞,他是广义相对论的提出者,也是量子力学的主要奠基人之一,爱因斯坦获得诺奖的理论“光电效应”就是量子力学的基础理论。

可是,随着理论的发展人们逐渐发现,量子力学和相对论都不够完善,无法完美的解释宇宙中发生的各种现象,其中最让爱因斯坦放不下的就是“量子纠缠”,因为量子纠缠是目前最难以解释的“超距离作用”,同时纠缠后的量子相互影响的速度是超越光速的,量子纠缠的存在就像是一个无法弥补的漏洞,时刻提醒着爱因斯坦他的理论是不完善的,爱因斯坦也在后续的讨论中嘲讽量子纠缠是物理学中的“鬼魅”。

爱因斯坦一直没有放弃,在爱因斯坦的晚年,他一直在寻找着所谓的“大一统理论”,也就是可以统一四大基本力理论,通过这个理论可以去解释宇宙中的一切现象。

没有意外的是,爱因斯坦失败了,直到他去世都没有找到这样伟大的理论,并不是爱因斯坦不够天才,而是爱因斯坦的宇宙观和现在主流的宇宙观存在一定的差异。爱因斯坦设想的“万物理论”,是一个可以用一段公式解决一切的理论,但是从现在的量子理论来看,宇宙的本质是“不确定性”,微观的不确定组成了宏观的确定,所以想用公式去解决一切是不可能做到的。

随着科学的逐步发展,“大一统理论”的概念也在一步步改变,现在我们常说的大一统只是可以统一四种基本力的理论,就算是这样的理论也会存在一定的漏洞,因为任何科学理论从本质上来说都不是百分百正确的,新的观点会刷新旧的理论,人类的科学一直在进步,新的理论会不断出现来补充旧的的理论,所以爱因斯坦设想中的完美理论几乎是不可能出现的。

几十年过去,科学家仍然不能完美的解释量子纠缠这个现象,但是关于这个现象的本质已经有了更加深入的探索,比如现在科学家已经可以利用量子纠缠实现加密通信,这样的通讯方式最大的优点就是不会被破解,可以实现百分百的安全性,同时也可以利用量子纠缠的特性在瞬间进行交流。

虽然从理论上来说,量子纠缠是一个只会发生在量子系统中的现象,但是目前科学家已经在宏观世界中拍摄到了量子纠缠的照片,甚至还在宏观世界的尺度下实现了宏观层面的量子纠缠。

上面图片就是科学家拍摄到的首张量子纠缠照片,两个相互纠缠的量子在照片中出现,这个只存在微观世界中的神奇现象首次露面,它的重要程度丝毫不亚于首张黑洞的照片,黑洞和量子纠缠都是人类理论中存在的现象,但是因为科技不够发达等很现实的原因,暂时无法对它们进行特别深入直接的探索,两张图片也都不是直接拍摄到的,而是经过各种检测和模拟得到的照片。

2018年4月25日,芬兰的科学家团队首次实现了宏观层面的量子纠缠,两个15微米的金属铝鼓膜在接近绝对零度的情况下展现了30分钟左右的量子纠缠,这个实验证明了宏观中也可以出现量子纠缠现象,量子纠缠这个现象的本质在宏观世界中同样适用。

那么在宏观世界中,是否有量子纠缠类似的现象呢?答案是否定的,现实世界中没有量子纠缠这样的超远距离瞬间作用,但是有很多人认为,人类的情感和爱情或许和量子纠缠有一定的关系,和熟悉的人之间的“心灵感应”也有可能和量子纠缠有关。

随着人类科学的进步,在未来或许可以找到新的理论来解释量子纠缠,你认为量子纠缠的本质是什么?

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