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回顧:若量子纏結被證實,人生就將毫無意義?靈魂是不會消失的嗎?

2024-04-26科學

綜述

您是否曾聽說過量子纏結這個概念?它揭示了一種奇妙的物理現象,表明兩個微觀粒子之間的狀態是相互關聯的,即使它們相隔甚遠,也能瞬間相互影響。

量子纏結的實驗驗證

早在1935年,當時著名的物理學家們就用他們的大腦構想了一個實驗,即EPR佯謬,用以質疑量子力學的完備性。

他們認為,若存在量子纏結,那麽對其中一個粒子進行測量時,就能立即得知另一個粒子的狀態,即便它們之間有著無窮大的距離。

這似乎違反了因果關系和局域性原理,即物理效應不能超過光速傳播。他們推測,量子力學未能完全描述微觀粒子,而存在一些局域的隱變量決定著粒子的測量結果。

為了解決這一爭論,物理學家約翰·貝爾於1964年推匯出了一個數學不等式,即貝爾不等式,用以衡量兩個粒子之間的相關性上限。如果存在局域的隱變量,那麽它們的相關性不應超過此上限。

然而,如果存在量子纏結,那麽相關性可能超過此上限,從而違反貝爾不等式。因此,透過實驗測量兩個粒子的相關性,可以判斷量子纏結是否真實存在,以及量子力學是否完備。

貝爾不等式的提出為量子纏結的實驗驗證提供了理論依據,但要實作此類實驗,需克服諸多技術難題。

首先,需制備一對量子纏結粒子,如兩個偏振相關的光子。其次,需在遠距離地點對這對光子進行不同方向的偏振測量,並記錄測量結果。最後,需對測量結果進行統計分析,計算兩個光子的相關性,並與貝爾不等式進行比較。

1972年,約翰·克勞澤和史超活·弗瑞德曼首次完成了此類實驗,利用自發參量下轉換過程制備出一對量子纏結光子。

實驗結果顯示,兩個光子的相關性顯著超過貝爾不等式上限,支持了量子力學預測,同時排除了局域的隱變量可能性。這是量子纏結的第一個實驗驗證,也標誌著量子資訊科學的開端。

盡管克勞澤和弗瑞德曼的實驗具有劃時代意義,但仍存在一些漏洞可能影響實驗可靠性。例如,實驗中光子的測量設定事先固定,而非隨機選擇,可能導致設定依賴性隱變量,即光子的源根據測量設定調整光子狀態,產生假象。

為消除這些漏洞,阿蘭·阿斯佩於1982年進行了一系列實驗,利用快速光開關,在光子離開源後隨機改變測量設定。

實驗結果仍違反貝爾不等式,證明了量子纏結真實存在,同時排除了設定依賴性隱變量可能性。這是第一個無漏洞的量子纏結實驗驗證,也是量子纏結的重要裏程碑。

隨後,量子纏結實驗技術迅速發展與改進。安東·澤林格是該領域的領軍人物,他及其團隊在不同平台上展示了各種量子纏結實驗,如量子隱形傳態、量子金鑰分發、量子計算等。這些實驗不僅驗證了量子纏結基本原理,也展示了其潛在套用前景。

2022年,阿斯佩、克勞澤和澤林格因在量子纏結與量子資訊方面的傑出貢獻,共同獲得諾貝爾物理學獎。這是對量子纏結實驗驗證的最高肯定,也是對量子資訊科學的最大鼓勵。

人生是否毫無意義

將量子纏結與人生的意義強行關聯,實際上才真的是一種毫無意義的思維方式,但它確實是個有趣的話題,所以我們也可以討論一下。

首先我們要明確,量子纏結現象是一個科學命題,正有無數的專家學者,用著科學的手段去搞清楚它背後的原理。

而人生的意義則是一個哲學命題,古往今來無數賢人都試圖找出這個問題的答案。每個人根據自己的境遇和想法不同,都會有各自的見解,因此這個問題並不會有一個統一的結果。

量子物理中對人類人生觀沖擊最大的,其實不是量子纏結現象,而是量子的狀態是可以疊加的,也就是那只著名的貓既可以活著也可以死了,直到你看到之前都不會有一個確定的結果。

如果只從薛丁格老師的這個實驗來看這個問題,確實顯得十分詭異,一個東西怎麽可能同時具備兩種狀態呢。但是如果我用一些生活中的例子來講,這件事就會好懂許多。

比如某天你去上班了,有事要找老板匯報,但是你不知道他在不在辦公室裏。這時老板對你來說就是處於在與不在的疊加態,而只有等你敲門之後,才能根據是否得到回應來讓老板塌縮成一個具體的狀態。

那麽這是說在你敲門之前老板就真的在實體層面上變成了一個虛幻的東西了嗎,當然不是的,只不過是這種事和我們在量子物理領域發現的一些現象有一些相似性。

而科學的意義就在於找到事物背後的本質,然後再推廣到生活中去解釋各種問題。因此量子物理並不會讓你的生活變得毫無意義,反而一旦取得突破,或許還會讓很多以前我們覺得無意義的事變得有意義。

量子纏結與靈魂的存在

相對於人生的意義,量子纏結確實會更讓人感覺靈魂,或者說冥冥之中的一種神秘力量確實是存在的。

因為量子纏結現象展現出了一種超光速的資訊傳遞過程,這與我們現有的物理體系可以說是完全相悖的。畢竟在愛因史坦提出的理論中,光速是宇宙中絕對無法打破的桎梏。

而現在觀測到的結果,仿佛是有無形的大手在同時撥弄著一對粒子,這種力量的來源是什麽我們尚不可知,因此就會有很多人覺得是否真的存在著更高維的力量在左右著這種現象。

在面對不可解釋的現象時,人類的一種思維模式就是用超自然的力量去解釋它,也因此才誕生了各種宗教信仰。

而靈魂這一古老的說法,從來都是用來解釋未知事物的一個利器。量子纏結這種不受時空間限制的資訊交換方式,就會讓人聯想到人類不再透過物理手段交換資訊,而是直接透過心靈進行交流。

這種既可說是科幻也可說是魔幻的方式,也就無怪乎會有人覺得這種現象似乎也預示著靈魂的存在了。

結語

無論量子纏結是否被證實,人們對於生命意義和靈魂存在的看法都是多元而復雜的。對於一些人來說,量子纏結可能會是對其宗教信仰的一種褻瀆,而對於另一些人來說,它可能會加深對生命和宇宙的奇妙感嘆。

或許正是在這種多元包容的背景下,人們才能更好地理解和尊重彼此的信仰與觀點,共同探索人生的意義以及靈魂的歸宿。因此,無論量子纏結最終如何被解讀,人生的意義與靈魂的命運,將繼續成為人類思考的永恒話題。