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深層解讀:解讀詭異的量子力學(xué),連愛因斯坦都無法接受!

“上帝不會擲骰子!” 這句著名論斷,是愛因斯坦對量子力學(xué)最激烈的質(zhì)疑。

深層解讀:解讀詭異的量子力學(xué),連愛因斯坦都無法接受!-有駕

作為相對論的創(chuàng)立者、20 世紀(jì)最偉大的物理學(xué)家之一,他終其一生都無法認(rèn)同量子力學(xué)的核心邏輯 —— 這個統(tǒng)治微觀世界的理論,充滿了顛覆常識的 “詭異” 現(xiàn)象,至今仍讓人類對宇宙的認(rèn)知備受挑戰(zhàn)。

量子力學(xué)的第一個 “詭異” 之處,在于粒子的 “疊加態(tài)”。

在宏觀世界里,一枚硬幣要么是正面,要么是反面,絕不可能同時呈現(xiàn)兩種狀態(tài)。但在量子世界中,微觀粒子(如電子、光子)卻能處于 “既在這里,又在那里”“既是左旋,又是右旋” 的疊加狀態(tài)。

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最經(jīng)典的實驗?zāi)^于 “薛定諤的貓”:將一只貓與裝有放射性物質(zhì)的裝置放在密閉盒子里,若放射性物質(zhì)衰變,貓會被毒死;若不衰變,貓則存活。根據(jù)量子力學(xué),在盒子未打開前,放射性物質(zhì)處于 “衰變與未衰變” 的疊加態(tài),這意味著貓也處于 “既死又活” 的詭異狀態(tài) —— 直到人類觀測的瞬間,疊加態(tài)才會 “坍縮”,貓才會呈現(xiàn)出確定的生死狀態(tài)。這種 “觀測決定存在” 的邏輯,讓堅信 “客觀世界獨(dú)立于觀測者” 的愛因斯坦難以接受。

更讓愛因斯坦無法容忍的,是量子力學(xué)中的 “量子糾纏”現(xiàn)象。

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兩個相互糾纏的微觀粒子,無論相隔多遠(yuǎn) —— 哪怕一個在地球,一個在宇宙邊緣 —— 只要測量其中一個粒子的狀態(tài),另一個粒子的狀態(tài)會瞬間確定,仿佛它們之間存在 “超光速的心靈感應(yīng)”。比如,將一對糾纏光子分別送往不同方向,若測得 A 光子是 “左旋”,那么遠(yuǎn)在億萬光年外的 B 光子會瞬間變成 “右旋”,且這個過程沒有任何時間延遲。愛因斯坦將這種現(xiàn)象譏諷為 “鬼魅般的超距作用”,他認(rèn)為這違背了相對論中 “光速是宇宙中最快速度” 的核心原則,堅信量子力學(xué)一定 “遺漏了某些隱藏變量”,才會出現(xiàn)這種看似違背物理規(guī)律的現(xiàn)象。

為了反駁量子力學(xué),愛因斯坦聯(lián)合波多爾斯基、羅森提出了 “EPR 悖論”,試圖證明量子力學(xué)的 “不完備性”。但此后數(shù)十年的實驗 —— 尤其是 2015 年科學(xué)家通過精密儀器完成的 “無漏洞” 量子糾纏實驗 —— 一次次證實:量子糾纏確實存在,愛因斯坦的 “隱藏變量理論” 是錯誤的。

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微觀世界的運(yùn)行邏輯,就是如此 “不講道理”。

如今,量子力學(xué)已成為現(xiàn)代科技的基石,從半導(dǎo)體芯片、激光技術(shù)到量子通信、量子計算機(jī),都離不開它的支撐。但即便如此,人類仍未完全揭開它的神秘面紗:粒子為何會有疊加態(tài)?量子糾纏的 “超距作用” 背后是否存在未知的物理機(jī)制?這些問題,不僅困擾過愛因斯坦,也讓當(dāng)代物理學(xué)家不斷探索。或許正如物理學(xué)家玻爾所言:“如果誰不為量子力學(xué)感到困惑,那他一定沒看懂量子力學(xué)?!?這種 “詭異” 與 “未知”,正是量子力學(xué)最迷人的地方,也推動著人類不斷突破認(rèn)知的邊界,向宇宙的終極奧秘靠近。

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