剛才講了量子力學(xué)兩個(gè)詭異之點(diǎn),詭異之點(diǎn)到最后就達(dá)到了物質(zhì)世界離不開意識(shí),意識(shí)是物質(zhì)世界的基礎(chǔ),意識(shí)才使物質(zhì)世界從不確定到確定,發(fā)生這樣的坍縮,也就是變化。
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多體的疊加態(tài):量子糾纏
現(xiàn)在再來(lái)講量子力學(xué)第三個(gè)詭異之點(diǎn),這個(gè)和前面講的狀態(tài)有關(guān),是它們的直接結(jié)論,叫做量子糾纏。
量子糾纏與“薛定諤的貓”是類似的,只不過(guò)“薛定諤的貓”講的是同一個(gè)東西處于不同的狀態(tài)的疊加,量子糾纏講的是如果有兩個(gè)以上的東西它們都處于不同的狀態(tài)的疊加,它們彼此之間一定有明確的關(guān)系。這就是量子糾纏。
【糾纏態(tài)的手套】
比方,我們從北京買了一雙手套,把手套中的一只寄到香港,另一只寄到華盛頓,那么寄到香港的是左手戴的還是右手戴的?
誰(shuí)都不知道,如果香港的人收到了打開一看,是左手的,那華盛頓的人不用看就知道收到的是右手的,因?yàn)槭痔资亲笥遗鋵?duì)的,這是個(gè)規(guī)則。一旦寄出去了,寄的過(guò)程中不確定,但是一個(gè)人只要觀測(cè)了他收到的手套是左手的還是右手的,另一個(gè)人不用觀測(cè)就知道了。這就是糾纏的一個(gè)例子。
大家會(huì)認(rèn)為,你看沒(méi)看它沒(méi)關(guān)系,它早就確定了。但量子力學(xué)大量實(shí)驗(yàn)證明,如果把同一個(gè)量子體系分開成幾個(gè)部分,在未檢測(cè)之前,你永遠(yuǎn)不知道這些部分的準(zhǔn)確狀態(tài);如果你檢測(cè)出其中之一的狀態(tài),在這瞬間其他部分立即調(diào)整自己的狀態(tài)與之相應(yīng)。
這樣的量子體系的狀態(tài)叫做“糾纏態(tài)”。就好比這個(gè)手套在寄出以后,在還沒(méi)被觀測(cè)之前,它是不是確定呢?肯定不確定。只有在你確定了其中某一個(gè)的狀態(tài),另一個(gè)的狀態(tài)立刻就變化了,也變得確定起來(lái)了。這種關(guān)聯(lián)就叫作量子糾纏。
大家也許很難理解這個(gè)糾纏,說(shuō)實(shí)話,這個(gè)已經(jīng)超出了我們?nèi)祟惖睦斫饽芰Φ姆秶,你只能去試圖想他、接受他,跟我們?nèi)粘I钪械目陀^經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)不符了。
【量子隱形傳輸——瞬間傳輸?shù)奈磥?lái)】
這個(gè)例子還說(shuō)明糾纏的一個(gè)重要特點(diǎn):糾纏一方得到的任何信息,另一方也會(huì)馬上感到,不需要信息傳遞。這一點(diǎn)很重要,后面要用到。
這種糾纏的例子大家還容易理解,但是對(duì)于物質(zhì)世界的糾纏大家不太容易理解,原因就在于大家的觀念都認(rèn)為一個(gè)事物永遠(yuǎn)都有個(gè)確定的狀態(tài),但是量子力學(xué)發(fā)現(xiàn)微觀世界的事物,在還沒(méi)被觀察之前沒(méi)有明確的狀態(tài)。
大家記住量子糾纏就是對(duì)于多個(gè)微觀物體,在被觀察之后,它們的狀態(tài)會(huì)從不確定到確定,作一個(gè)有關(guān)聯(lián)的突變。量子糾纏現(xiàn)在已經(jīng)變成一個(gè)工具了,這個(gè)工具可以用來(lái)傳輸東西、傳輸信息。
我先來(lái)說(shuō),非量子力學(xué)的經(jīng)典物理學(xué)的信息傳輸。
比如一位女士有一本書,或者任何信息,她想傳輸?shù)揭晃荒惺渴稚先ィ@個(gè)男士在紐約,兩個(gè)人根本看不見(jiàn)。
經(jīng)典物理學(xué)的傳輸方式是女士拿掃描儀來(lái)掃描這本書,掃描之后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),把信號(hào)傳到男士那去,男士再把它打印出來(lái),這就是經(jīng)典信號(hào)傳輸了。
但經(jīng)典信號(hào)傳輸有個(gè)大缺點(diǎn),就是不完全。因?yàn)橐槐緯趻呙钑r(shí)候只能得到它的部分信息,這本書的顏色、紙張的厚度、紙張的原子分子結(jié)構(gòu)那就傳不過(guò)去,傳的只是照相的圖像,這就是經(jīng)典物理學(xué)的信號(hào)傳輸。