【量子纠缠与量子叠加】为什么量子叠加和量子纠缠让人更加迷茫?

2019-11-25 - 量子纠缠

量子叠加和量子纠缠,是量子力学中很抽象的概念,甚至目前没有谁,能真正理解其中的奥秘。

所谓量子叠加状态,是用有趣的”薜定鄂猫”的思想实验来描述的。假设当一只猫被封闭在一个内部信息不为人知的盒子里,用一只枪向盒子里射击,如果只发射了一枚子弹,而猫这时非死即活,这时猫的量子态就是死猫状态和活猫状态的混合体(因为人们不能准确地知道猫此时状态)。叠加状态会引起量子纠缠,这也成了量子随机事件的依据之一。

【量子纠缠与量子叠加】为什么量子叠加和量子纠缠让人更加迷茫?
【量子纠缠与量子叠加】为什么量子叠加和量子纠缠让人更加迷茫?

量子态叠加原理的含义是:量子力学中描写一个体系的态函数的总体,张开一个线性空间,量子力学就是在这个空间里展开的。态叠加原理又可表述为:物理体系的状态由希尔伯特空间中的矢量描写。

【量子纠缠与量子叠加】为什么量子叠加和量子纠缠让人更加迷茫?
【量子纠缠与量子叠加】为什么量子叠加和量子纠缠让人更加迷茫?

有人认为“量子测不准与不确定原理决定了人类永远搞不清微粒子之间是否存在纠缠关系,更谈不上利用纠缠原理进行通信或通信的密匙分发,也不可能用之进行计算与探测!”

科学家在研究量子的过程中发现了一个奇怪的现象,就是每次观察一个量子,这个量子的状态都与之前不同,给人的感觉好像是人的观察影响了量子的状态。

科学家提出了一个匪夷所思的观点,那就是当你不去观察这个光子的时候,它处于一种让人难以理解的不确定态(也称叠加态),也就是一个光子穿越左右两条狭缝的这两种可能性竟然同时存在,而当你去观察它的时候,你却永远只能在一条狭缝中发现这个光子,它并没有变成两个。

于是科学家们大胆推测,人们有意识的选择和观察竟然决定了一个量子的最终状态。即一个量子在不被人测量、观测的时候,同时以很多种可能性存在着,一旦被观测就立刻随机确定了一种形式继续存在下去。

为什么量子叠加和量子纠缠让人更加迷茫?

人类对宇宙的探索过程中,微观世界和人类世界,在尺度上相差超过10^15个数量级;人类世界和广袤的宇宙,在尺度上相差了超过10^20个数量级。

如此巨大的差异,注定了微观、宏观和广袤宇宙的规律,存在本质的不同。

而我们人类适应的世界,就是牛顿力学的经典世界,我们的思考方式,也是经典世界的思维方式,所以要一下适应微观的规律是很难的。

在微观世界里,量子叠加、量子纠缠、薛定谔的猫、不确定性原理难以理解;广袤的宇宙中,暗物质、暗能量、黑洞难以理解;也许正体现了人类思维的局限性。

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