量子,是微觀世界中的主角,在人類肉眼看不到的每個角落,其實無時無刻都在發生著顛覆常識的物理現象,這些現象中最知名的應該就是「量子糾纏」現象了,有人用這個現象來比喻愛情,也有人認為這個現象和「心靈感應」有一定的關係,那麼從科學的角度,我們應該怎麼理解這個現象呢?
首先我們要先了解一下,什麼是量子,量子又為什麼會發生「糾纏」,其實宇宙中並不存在「量子」它只是一種概念,所有符合要求的都可以被稱為量子,比如十分常見的光量子,值得注意的是量子的要求是能量最小的不可分割單元,因此量子就是最小的單位,不會出現半個量子或者四分之一個量子存在的情況。
這個概念是1900年被普朗克提出來的,至今量子力學已經發展了一個多世紀,以愛因斯坦,薛丁格為首的一種科學家都對量子力學進行了深入的研究,只不過愛因斯坦並不看好量子力學,認為量子力學目前的發展並不完善,他認為隨著科學的發展,量子力學會出現更加顛覆認知的理論。
大部分人認為,愛因斯坦和量子力學的關係很不好,甚至認為愛因斯坦並不承認量子力學,其實並不是如此,愛因斯坦的觀點也是大部分科學家的觀點,那就是量子力學並不完善,我們目前的理論體系並不完美,雖然這並不妨礙我們對量子進行研究,但是對於科學家來說,無法探究出一個現象背後的真相和規律,顯然是一件十分懊惱的事情。
如今一百多年過去,量子力學的發展越來越快,甚至有科學家拍攝到了「量子糾纏」的照片,這從根本上證明,量子糾纏現象是確實存在的,並且可以被人類觀察到,這也從側面證明了量子力學中的不確定性更可能是我們宇宙的本質。
上面這張看似普通的照片,確實曾經大部分科學家都不願意認可的存在,因為量子糾纏忽略空間和速度,是我們目前發現的唯一一種超遠距離的作用現象,因此才會有人把它和心靈感應聯繫在一起。
下面就來簡單的了解一下量子糾纏,你就會明白第一張量子糾纏照片帶來的影響了,量子糾纏在微觀世界中是普遍存在的,大多數量子在相互之間作用後,就會發生糾纏現象,這個時候在物理學中,就需要把糾纏後的量子看作一個整體了,因為我們無法單獨描述糾纏後單個量子的特性。
例如把兩個量子分開,改變其中一個量子的狀態另外一個量子也會發生改變,這就像我們把兩個量子分別放在兩個箱子中,一併且放在地球的兩端南極和北極,改變一個量子,另外一個量子會在瞬間發生變化,目前最高的記錄是墨子號衛星實現了2200公裡級別的試驗,在這樣的距離下,量子仍然會因為另外一個量子的變化而改變。
雖然光速是宇宙最快的速度,但是量子糾纏後相互作用的速度比光速快上很多倍,只不過因為量子沒有質量,並且這個速度也不是運動速度,因此光速仍然是宇宙最快的速度,也正是因為如此,愛因斯坦才會這樣形容量子糾纏「像鬼魅一樣的超遠距離作用」。
其實在這張照片之前,量子糾纏就是一種被科學家證實存在的現象,量子通訊技術主要依靠的就是量子糾纏現象,這種技術在未來人類走出地球,進入茫茫宇宙後會給我們帶來很大的幫助,也可以保證通訊的內容百分百安全,可以說顛覆了傳統的通訊手段。
更多科學家認為,隨著深入研究,量子糾纏現象或許可以給我們帶來更多的幫助,甚至在科學上做出很大的突破,只不過量子為什麼可以忽略距離瞬間相互作用,它們這樣運動的介質又是什麼?有科學家認為或許和宇宙中無處不在的暗物質和暗能量有關,只是這些能量和物質不反射光,因此我們無法觀察,也無法了解是否和量子糾纏有關。
這張量子糾纏的照片只是更加明確地告訴我們,在微觀世界中這樣的現象真實存在,也代表了我們對量子糾纏的理解更加深入,只不過想要真正利用這個現象,人類還有很長的路要走,同時也證明就算是愛因斯坦這樣偉大的科學家,對宇宙的理解仍然是存在很大局限性的,更別提我們這些普通人。
對於我們來說更重要的是眼下的生活,這些前沿的科學研究給科學家發愁,我們只需要簡單的了解一下就足夠了,人類文明還有很長的路要走,科學也在不斷的發展。
你認為,人類未來可能利用量子糾纏實現新的技術嗎?歡迎在下方留言,也可以關注我,每天帶來不一樣的科學趣聞!一同探索神秘的量子!