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爱因斯坦想不通的现象,一个「看不见」的东西是什么?

2024-03-23科学

如果说这个世界上存在两枚神奇的硬币,扔起其中一枚丢到地上,另一枚也会在同一时刻显现出同样的结果,并且这两枚硬币之间哪怕相隔数千万光年的距离都不会对结果产生干扰,你会相信有这种现象存在吗?事实上这种情况不但存在,还困扰了爱因斯坦一生的时间。这种现象就是著名的量子纠缠现象,而且至今也没有对它合理的解释,我们甚至在一开始都无法理解这其中到底发生了什么,这里似乎有一条看不见的线操控着这一切。

量子纠缠

当然,这两枚硬币只是对量子纠缠事件的一个比喻,现实中的两枚硬币不可能发生「同步」的情况。实际它发生在微观层面中,关于量子纠缠的我们要先了解一个概念就是,基本粒子都有自旋的特性,就和行星之间有不同的自转方向一样,粒子之间也分上自旋和下自旋。而科学家可以用特殊的方法制造出两粒处于量子纠缠状态的粒子,但如果是两个完全不同的粒子又无法保证「同频」,所以也意味着这两个粒子之间的物理性质也需要一致。

举个例子,当一个粒子的自旋结果为上旋,另一个粒子就必须是下旋。但在微观世界中,粒子的状态是相当模糊的,在我们观察粒子之前,它们都只会处于上自旋和下自旋的叠加状态。情况也会像投掷出来的硬币一样,只要还没落地,我们就无法判断到底会投掷出字还是花的那一面。只要我们测量粒子的自旋,结果就很容易明了,但有趣的是,只要我们测量出其中一个粒子的自旋情况,另一枚粒子就必然会出现相反的结果。

距离

这样的实验被重复了很多次,甚至有一次科学家还将这两个粒子分别拿到了地球的最南端和最北端,然后对其中一个粒子施加一些刺激,结果同一时刻,地球另一端的另一个粒子也产生了相反的运动。甚至科学家用最精密的时间测量仪测量的数据显示,这两个粒子的运动时间连一分一秒的变化都没有。再经过一段时间的测量,科学家判断无论这两个粒子相隔多远,哪怕间隔数千万光年,这种现象依然存在。

两个粒子之间距离无论多远都可以相互影响的现象让爱因斯坦难以接受,因为距离过短我们无法判断什么,但如果距离相差过大,甚至两个粒子如果跨越了整个宇宙也发生这种情况,那它就打破了光速不可能被超越的定律。事实上不少科学家都认为两个粒子之间产生超光速的联系,爱因斯坦对此做出的解释是这两个粒子从被制造出来的那一刻,就已经决定了谁是上自旋谁是下自旋,这说明整个世界都被一条「看不见」的东西所操控着。

但很快爱因斯坦的想法就其他科学家被推翻:粒子中不可能存在任何隐藏信息,自旋的结果只有在他被测量出来的那一刻才能知晓。不过目前整个物理学界对纠缠粒子之间的联系是否真的是超过光速的还依然存疑,因为我们现在科技水平还不足以让我们真的将两枚粒子分别放到宇宙的两端,我们只能通过一系列假设来推断这一现象。而如果量子纠缠真的是超越光速的,那此前的很多物理定律确实有一部分需要改写了。#科学漫谈#