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愛因斯坦想不通的現象,一個「看不見」的東西是什麽?

2024-03-23科學

如果說這個世界上存在兩枚神奇的硬幣,扔起其中一枚丟到地上,另一枚也會在同一時刻顯現出同樣的結果,並且這兩枚硬幣之間哪怕相隔數千萬光年的距離都不會對結果產生幹擾,你會相信有這種現象存在嗎?事實上這種情況不但存在,還困擾了愛因斯坦一生的時間。這種現象就是著名的量子纏結現象,而且至今也沒有對它合理的解釋,我們甚至在一開始都無法理解這其中到底發生了什麽,這裏似乎有一條看不見的線操控著這一切。

量子纏結

當然,這兩枚硬幣只是對量子纏結事件的一個比喻,現實中的兩枚硬幣不可能發生「同步」的情況。實際它發生在微觀層面中,關於量子纏結的我們要先了解一個概念就是,基本粒子都有自旋的特性,就和行星之間有不同的自轉方向一樣,粒子之間也分上自旋和下自旋。而科學家可以用特殊的方法制造出兩粒處於量子纏結狀態的粒子,但如果是兩個完全不同的粒子又無法保證「同頻」,所以也意味著這兩個粒子之間的物理性質也需要一致。

舉個例子,當一個粒子的自旋結果為上旋,另一個粒子就必須是下旋。但在微觀世界中,粒子的狀態是相當模糊的,在我們觀察粒子之前,它們都只會處於上自旋和下自旋的疊加狀態。情況也會像投擲出來的硬幣一樣,只要還沒落地,我們就無法判斷到底會投擲出字還是花的那一面。只要我們測量粒子的自旋,結果就很容易明了,但有趣的是,只要我們測量出其中一個粒子的自旋情況,另一枚粒子就必然會出現相反的結果。

距離

這樣的實驗被重復了很多次,甚至有一次科學家還將這兩個粒子分別拿到了地球的最南端和最北端,然後對其中一個粒子施加一些刺激,結果同一時刻,地球另一端的另一個粒子也產生了相反的運動。甚至科學家用最精密的時間測量儀測量的數據顯示,這兩個粒子的運動時間連一分一秒的變化都沒有。再經過一段時間的測量,科學家判斷無論這兩個粒子相隔多遠,哪怕間隔數千萬光年,這種現象依然存在。

兩個粒子之間距離無論多遠都可以相互影響的現象讓愛因斯坦難以接受,因為距離過短我們無法判斷什麽,但如果距離相差過大,甚至兩個粒子如果跨越了整個宇宙也發生這種情況,那它就打破了光速不可能被超越的定律。事實上不少科學家都認為兩個粒子之間產生超光速的聯系,愛因斯坦對此做出的解釋是這兩個粒子從被制造出來的那一刻,就已經決定了誰是上自旋誰是下自旋,這說明整個世界都被一條「看不見」的東西所操控著。

但很快愛因斯坦的想法就其他科學家被推翻:粒子中不可能存在任何隱藏資訊,自旋的結果只有在他被測量出來的那一刻才能知曉。不過目前整個物理學界對纏結粒子之間的聯系是否真的是超過光速的還依然存疑,因為我們現在科技水平還不足以讓我們真的將兩枚粒子分別放到宇宙的兩端,我們只能透過一系列假設來推斷這一現象。而如果量子纏結真的是超越光速的,那此前的很多物理定律確實有一部份需要覆寫了。#科學漫談#