量子纠缠到底是什么呢?一提起量子纠缠,相信很多朋友都听说过。这个概念是量子力学里面的,当我们研究微观世界就会用到这个概念,但是量...

为什么很多科普里要把量子纠缠那么玄乎 实际上又都可以用薛定谔方程描述,并不是大家无法求解的问题。

量子纠缠到底是什么呢?

一提起量子纠缠,相信很多朋友都听说过。这个概念是量子力学里面的,当我们研究微观世界就会用到这个概念,但是量子纠缠到底是什么?今天我来谈谈这个问题。

首先要明白微观世界和我们宏观世界有一个很大差别,微观世界里面一切都是概率,这个我在前面的文章中已经反复提到过。什么叫一切都是概念?就是说一个微观粒子此时在哪不知道,只能说在某某位置的概率是多少,一个微观粒子此时速度是多少不知道,只能说速度是某某的概率是多少。所以当微观世界一切用概率来解释,就使得我们对微观世界的预测出现了“不确定性”。



这里有一个关键大家要注意,比如当微观粒子未被观察前,到底处于啥状态我们并不知道,这里就有两种可能,第一种就是微观粒子处于一个固定的位置和一个固定的速度,第二种是微观粒子处于所有位置并拥有多种速度。这两种可能哪种可能性更大?不言而喻,肯定是第一种。因为我们的宏观世界就是属于第一种,当你观察一个小球之前,小球肯定是拥有一个固定的位置和速度的,你观察后只是“发现”了小球的参数而已,换言之你不去观察,小球此刻的速度和位置肯定也是不会变化。这就是宏观世界的确定性特征。

但是到了微观世界,物体被观察前却处于刚刚说的第二种可能性,也就是微观物体处于任意位置并拥有任意速度。但是这种类似超能力的状态我们如何表达呢,于是物理学家发明了一个概念“叠加态”,表示被观察前微观粒子处于多种状态的叠加,每个状态都分到一定的概率。这样一来概率和叠加态就能结合起来一起完整得描述微观物体了。



那么量子纠缠是如何产生的呢?其实就起源于这个叠加态,叠加态的出现使得微观粒子被观察前可以拥有多个位置和速度,相当于微观世界自己出现了多个分身,每个分身都拥有一个位置和速度。但是这个分身状态会在你观察的一瞬间马上消失,变成一个微观粒子且只拥有一个位置和速度。也就是说你对其的观察会导致这种“分身状态”消失,变成我们宏观世界能理解的一个固定态(也叫本征态)。

那么为啥这个过程会产生量子纠缠呢?因为当你未观察前,微观粒子虽然同时处于多个位置,但是每个位置分到的概率值不同,这些概率值和位置信息有密切关系,可通过薛定谔方程求解出来。但是你一旦去观察,假设找到了微观粒子正在A处,那么A处出现微观粒子的概率值瞬间变为100%,其余地方概率值瞬间变为0%。也许你对这个概率值的突变不会觉得好奇,因为已经知道微观粒子在A处,那肯定A处概率值是100%,其余地方变为0%,我们宏观世界不也是这样的吗?



如果你这样理解,的确没错,但是问题的关键在于这里出现了概率值的突变。假设此时A位置和其余位置相隔很远很远会发生啥情况?你去观察A处,很远处的概率值也会瞬间变为0%,也就是说你对A位置的某个操作,竟然超越了时间和空间的限制,瞬间影响到了远在天边的地方的状况。

这种瞬间作用是不符合爱因斯坦“光速上限”规则的。有了这种瞬间改变远方概率值的能力,那么就会出现一种情况,比如一个光子经过BBO设备(BBO可以使得一个光子分开成2个能量减半的光子),就会产生2个光子,这两个光子就会出现所谓“纠缠态”,我们假设其中一个叫A光子,另一个叫B光子,在你们对这两个光子进行观察前,这两个光子都处于叠加态,当你对A光子进行检测,发现A光子是偏振向上,那么这个检测过程会瞬间影响到B光子,让B光子的偏振变为向下。也就是说对A的测量已经直接影响到了B,这就是量子纠缠。



但是以爱因斯坦为首的众多科学家并不认可这个瞬间作用,认为肯定是有某种隐变量未被我们发现,而且这个作用也是需要花费时间的。所以有很多物理学家开始研究这个纠缠态的内在机理,企图从原理上说明纠缠态的瞬间作用是不存在的,纠缠态的作用过程肯定是有一套自己的内在机理。无数科学家抓狂的研究,但是也没能找到这个内在机理,其实目前的科学实验已经证明了这个纠缠态的瞬间作用的确是存在的,也就是说对A测量的确是瞬间影响到了B,这个影响过程没有花费时间。

但是纠缠态是如何瞬间影响远在天边的地方,这个目前科学家尚无定论的,但是至少我们明白一点,利用量子纠缠,我们可以向远在天边的人们传递一些信息,比如我对A输入01001,那么纠缠态的另一边就会收到10110,这个传递过程没有传递有质量的物体,却传递了信息,为我们的沟通手段提供了一种全新的方式。

简单的说,量子纠缠就是在两个或两个以上粒子组成系统中相互影响的现象,虽然粒子在空间上可能分开,但影响不变。
我认为它只是一种力学的现象,是生物体的某种规律,它们就是给我们生活造成了一定的进步,所以有了它们才有了我们的今天,我认为就是这样。
量子纠缠,也叫量子缠结。在量子力学里,当几个粒子在彼此相互作用后,由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质,无法单独描述各个粒子的性质,只能描述整体系统的性质。量子纠缠是从EPR佯谬引导出来的。爱因斯塔称之为“spooky action at a distance”,薛定鄂嘲笑之为"量子纠缠"。迄今为止,所有证实"量子纠缠" 是物理现象的实验是通过验证贝尔不等式间接证实的,不是直接观察到的。
量子纠缠,又译量子缠结,是一种量子力学现象,是指当几个粒子在彼此相互作用后,由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质,无法单独描述各个粒子的性质,只能描述整体系统的性质的现象

量子纠缠与人与人之间的关系

量子纠缠与人类的生死有什么关系?这个要看在什么层面说这个问题。对于人的生命这个层面讲,量子纠缠并不能决定人是生是死,但是如果更深一层探讨,比如在分子、原子层次,量子纠缠一定会对原子的运动产生影响,而分子是由原子构成的,所以对分子也有影响,而人是由分子构成的,所以归根结底,量子对人体也有影响,顺理成章,量子纠缠对人的生命也有影响。

但是,在讨论量子纠缠与生命的关系时,其实人们更感兴趣的是量子纠缠对人的意识的关系。或者说,人的意识的本质是什么?意识的本质这个问题在分子和原子的水平根本不可能找到答案,所以,答案一定在量子层面,量子纠缠成了解开这个秘密的钥匙。

2021年,清华大学副校长、清华大学生命科学学院院长,中国科学院院士施一公教授在“未来论坛”年会上发表了题为《生命科学认知的极限》的演讲。施教授说,我问四个问题:第一个问题,你们相信有第六感官吗?很多人会说不相信。第二个问题,有没有可能,两个人会以未知的方式进行交流?你会说也许,不会像第一个问题那样肯定地说不信。第三个问题,量子纠缠是否存在于人类的认知世界里面?存在于大脑里?我相信听了我的讲座,你会觉得很有可能。第四个问题,量子纠缠是不是适用于地球上的物质呢?你一定会说一定适用,因为我们已经证明了。但其实简单讲,这四个问题是完全一样的问题,倒推回去就说明一定有第六感官,只是我们无法感受,所以叫“第六感官”。

为什么是这样?因为我们所理解的物质其实有三个层面:第一个层面是宏观的,就是我们可以感知到的,直觉可以看到的东西,比如人是一个物质,房子也是一个物质,天安门、故宫都是物质。第二个层面是微观的,包括眼睛看不到的东西也叫微观,我们可以借助仪器感知到、测量到,从直觉上认为它存在,比如说原子、分子、蛋白,比如说很远的一百亿光年以外的星球。第三个层面,就是超微观的物质。对这一类,我们只能理论推测,用实验验证,但是从来不知道它是什么,包括量子,包括光子。尽管知道粒子可以有自旋和能级、能量,但是我们真的很难通过直觉理解,这就是超微观世界。这三个层面物质的关系是超微观世界决定微观世界,微观世界决定宏观世界。我们人是什么?人就是宏观世界里的一个个体,所以我们的本质一定是由微观世界决定,再由超微观世界决定。施一公说,我毫不怀疑我就是一个薛定谔方程、一个生命形式、一个能量形式,但不知道怎么解这个方程,不知道思维是怎么产生的,仅此而已。我相信,你也应该相信,我们每个人不仅是一堆原子,而且是一堆粒子构成的。"我们人究竟是什么?我们只不过是由一个细胞走过来的,就是受精卵,所有受精卵在35亿年以前,都来自于同一个细胞,同一团物质,一个处于复杂的量子纠缠的体系,就这么简单。"

加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)著名的理论和实验物理学家Matthew Fisher就笃信,人的意识、记忆和思维是量子纠缠的,他们已发现神经细胞里面的微管可以形成量子纠缠,并正在进行实验验证。量子纠缠的意思是说,两个纠缠的量子不管相距多远,它们都不是独立事件。当你对一个量子进行测量的时候,另外一个相距很远的量子居然也可以被人知道它的状态,可以被关联地测量,很不可思议。但这样一个简单的现象既然存在于客观世界,我相信它会无处不在,包括存在于我们的人体里。是不是这样呢?当然是这样。量子纠缠怎么样影响我们的生命,其实我们不知道,为什么?因为这不是我们可以用直觉去感受的。并且,已有证据可以推论,有一天我们人类会发现量子纠缠是一个可以进化的现象,它可以保存一百年、一千年、一万年。也就是说,量子纠缠,它在远古的时候就存在了,在进化过程中被保存了下来。

既然如此,既然所有的物质,都有可能有量子纠缠,动物、植物乃至无生命的东西,都概莫能外;而量子纠缠是一种久远存在的现象,并可能在进化的过程中被保存下来了,那么,合理的结论就是:所有的宏观物质都存在意识(当然这种意识千差万别,不在一个层级),而这种意识也是可以延续的。这里,当然首先是人的意识,必然也是这样的。

量子纠缠与第六感的关系。
弦中子
你听说过“同步月经”吗?女人在一起只要呆上四个月,所有人的月经都会同步,科学上只知道与女人分秘的信息素有关。
为什么有时候“说曹操,曹操就到”呢?经常我们突然谈论起某人,某人一会就出现了,当然这个某人不是陌生人,而是熟人。这个目前科学末做出合理解释。
为什么在亲人去世时,不管相隔多远,兄弟和子女都会有预感呢?
你是否会做梦?梦里甚至出现陌生的面孔,到过你从未去过的地方。
这些都是量子纠缠现象。
每个人都有一个生物磁场,当我们彼此相处一段时间后,生物磁场会彼此干涉,产生量子纠缠,从而在彼此之间建立起一种超自然联系,即第六感。第六感的强弱取决于彼此的亲密程度,亲人之间的第六感最为强烈。
第六感产生的根本原因是原子结构决定的,每个原子都是一个电磁场结构,原子与原子之间就是通过共用部位场结合在一起并相互交流信息的,我们都是原子组成,每个人都相当于一个原子,我们也通过电磁场彼此交流信息,并和大自然融为一体。但是自从我们发明了语言和文字这种更高效的交流工具后,人类的第六感便退化了,我们几乎不再使用它了。
女人四个月后就会出现“同步月经”是因为生物磁场产生的干涉在彼此之间建立起量子纠缠,彼此之间通过量子纠缠交换信息产生生理同步导致的这一现象。“说曹操,曹操就到”是熟人之间之前已经建立了量子纠缠,第六感提前告诉我们“曹操”的来访而己,可见第六感比其它五感要灵敏的多。亲人去世就更不必说了,量子纠缠是不受距离影响的,不管千里万里,不用通知我们都会第一时间收到量子信息。至于梦里出现那些陌生的人、陌生的地方那不是你的记忆,是别人通过量子纠缠传递给你的记忆,不信下一次你问一下你亲朋好友他们是否到过你梦里出现的地方。
只要相识我们彼此之间就会建立起量子纠缠关系,你的一切都会与我有关,这就叫缘分。很多人意识到了第六感的存在,希望通过第六感重新建立与大自然的联系,即“天人感应”,这不是迷信,是完全可以实现的。现代医学更有人通过量子纠缠进行针灸治疗,子女生病通过对父母的针灸治疗来达到治疗子女的效果。
这里说句题外话,你的善念和恶念不要以为不说出来别人就不知道,量子纠缠可能会“出卖”你。所以我们都要心存善念,待人以诚。
这就是量子纠缠与第六感的关系
应该是有关系的吧,可以把每一个人假设成一个量子,人与人之间的关系就是量子关系了。
举例:某一天早晨甲到小区门口买早餐,刚好遇到一个帅气的快递小帅哥(以下简略快递哥),这是一个看似非常平常而又偶然的事情,如果从量子角度去看,这绝对不是偶然。当甲突然有了要去吃早餐的念头时,另外那个快递哥可能同时生起了要进入小区的念头,然后经过种种折腾,稀里糊涂的他们就相遇了。
自然界里的每一个人都在做着自己的运动,这些运动如果站在宇宙万物的参照角度和宇宙时间的时间轴上去看,都如同是不规则的布朗运动。然而,这些看上去没有任何规律的布朗运动,其实是有很多的关联和规律的。

(仅供参考)

这个我用很通俗的办法解析给你听吧!前段是手打的。世界是奇妙的,有些东西不必要太懂,难得糊涂嘛!

量子缠绕现象 就像一对双胞胎A和B,他们吵架了,吵架了肯定互相不满对方是吧? 然后我们就问A(这里的问在实验里面是观测的动作)你喜欢吃雪糕吗?那么A回答了:喜欢。B肯定回答:不喜欢。 同理,他们是作对的,但得先问其中一个才会有最终的答案。就算A和B距离一个宇宙那么远,他们也是这样作对的。而且作对的速度超过光速。

量子世界是很奇妙的世界,你问这个问题应该对量子世界很好奇,有空可以看看双缝干涉的奇怪实验,更有趣。还有空间零点能........空间中无处不在的十亿分之一秒出现并且消失的正负能量对。

以下是复制来的量子缠绕应用,我们国家已经开始应用了,想知道更多可以搜 墨子号通讯卫星。

量子纠缠是一种物理资源,如同时间、能量、动量等等,能够萃取与转换。应用量子纠缠的机制于量子信息学,很多平常不可行的事务都可以达成:

量子密钥分发能够使通信双方共同拥有一个随机、安全的密钥,来加密和解密信息,从而保证通信安全。在量子密钥分发机制里,给定两个处于量子纠缠的粒子,假设通信双方各自接受到其中一个粒子,由于测量其中任意一个粒子会摧毁这对粒子的量子纠缠,任何窃听动作都会被通信双方侦测发觉。

密集编码(superdense coding)应用量子纠缠机制来传送信息,每两个经典位元的信息,只需要用到一个量子位元,这科技可以使传送效率加倍。

量子隐形传态应用先前发送点与接收点分享的两个量子纠缠子系统与一些经典通讯技术来传送量子态或量子信息(编码为量子态)从发送点至相隔遥远距离的接收点。

量子算法(quantum algorithm)的速度时常会胜过对应的经典算法很多。但是,在量子算法里,量子纠缠所扮演的角色,物理学者尚未达成共识。有些物理学者认为,量子纠缠对于量子算法的快速运算贡献很大,但是,只倚赖量子纠缠并无法达成快速运算。

在量子计算机体系结构里,量子纠缠扮演了很重要的角色。例如,在一次性量子计算机(one-way quantum computer)的方法里,必须先制备出一个多体纠缠态,通常是图形态(graph state)或簇态(cluster state),然后借着一系列的测量来计算出结果。

为什么会产生量子纠缠的现象

两个粒子的外部信息是共同的,一个纠缠量子动了,另外一个纠缠粒子便会互动。它们的内外部信息是一体的,永远没有距离,彼此不分。量子纠缠是一个内外信息的问题,小粒子可以纠缠,大粒子也可纠缠,两个纠缠的粒子信息是一样的。如果来了一个新粒子和其中的一个发生纠缠,就必须信息同化,自然多余的信息就给了那落单的粒子了。在外来粒子取代原有粒子的同时,在外部信息改变中,粒子内部信息同时发生改变。

知识拓展:

量子纠缠(quantum entanglement),或称量子缠结,是一种量子力学现象,是1935年由爱因斯坦、波多尔斯基和罗森提出的一种波,其量子态表达式:其中x1,x2分别代表了两个粒子的坐标,这样一个量子态的基本特征是在任何表象下,它都不可以写成两个子系统的量子态的直积的形式。定义上描述复合系统(具有两个以上的成员系统)之一类特殊的量子态,此量子态无法分解为成员系统各自量子态之张量积(tensor product)。

量子纠缠技术是安全的传输信息的加密技术,与超光速传递信息相关。尽管知道这些粒子之间“交流”的速度很快,但我们目前却无法利用这种联系以如此快的速度控制和传递信息。因此爱因斯坦提出的规则,也即任何信息传递的速度都无法超过光速,仍然成立。实际上的纠缠作用并不很远,而且一旦干涉其中的一方,纠缠态就会自动消除。

理论产生

从19世纪末到20世纪初,量子力学快速发展并完善起来,解决了许多经典理论不能解释的现象,大量的实验事实及实际应用也证明了量子力学是一个成功的物理理论。但是关于量子力学的基本原理的理解却存在不同的解释。

众多的物理学家在自己观点的指引下,对量子力学的基本解释提出了自己的看法,主要有三种:传统解释、PTV系统解释和统计解释,这三种解释之间既有区别又有联系。

传统解释出发点是量子假设,强调微观领域内每个原子过程或基元中存在着本质的不连续,其核心思想是玻尔的互补原理(并协原理),还接受了玻恩对态函数的概率解释,并把这种概率理解为是同一个粒子在给定时刻出现在某处的概率密度。PTV系统解释的代表是玻姆,这种解释试图通过构造各种隐变量量子论来寻找量子力学的决定论基础,即为态函数的概率解释建构决定论的基石,目的是在微观物理学领域内恢复决定论和严格因果性,消除经典世界同量子世界的独特划分,回到经典物理学的预设概念,建立物理世界的统一说明。统计解释认为态函数是对统计系统的描述,量子理论是关于系统的统计理论,这个系统是由全同地(或相似的)制备的系统组成,不需要一个预先确定的动力学变量的集合,是一种最低限度的系统解释。

上面讲到三种观点之间,是既有联系又有区别,正是由于各方都坚持己见,才有了著名的爱因斯坦与玻尔之间的论战。(爱因斯坦说:“上帝不掷骰子。”玻尔说:“亲爱的爱因斯坦不要指挥上帝做什么。”)量子纠缠才被爱因斯坦以一个悖论的疑问提出。量子纠缠就此提出。

1927年9月,玻尔在科摩会议中首度公开地演讲他的互补原理,由于他采用了大量的哲学语言来阐释互补原理,使大家感到震惊与困惑。当时大多数人对于测不准关系及互补原理的深刻内涵还不大明了。几个星期后在布鲁塞尔举行的第五届solvya会议,包括玻尔、爱因斯坦、玻恩、薛定谔、海森堡等世界最著名的科学家都出席了这项盛会。玻尔在会议中重述了他在科摩会议上的观点。由于爱因斯坦并未参加科摩会议,因为目前地球上面能干扰量子纠缠的环境基本没有,他出席了也没有任何的证明量子学还是在他的知识理论下。但他知道,量子纠缠在黑洞,及更小的等级时绝对会干扰量子纠缠,这还是他首次听到玻尔亲自阐述互补原理和对量子力学的诠释。

整体数学公式也是整体宇宙学定律
作者:王民生 Z=SYW=E=MC^2=STK^3 能量E的单位是焦耳,在整体数学公式也是整体宇宙学定律这里,是宇宙整体能量,Z=宇宙整体,S=思维主体,有质量,有体积、有能量,Y=已知数,W=未知数,T=时间单位是秒,C^2=光速的平方,K^3=立方千米

宇宙整体动态平衡力

作者:王民生

根据公认的物理学科普,物理学的四种基本力只统一了三种,还有相对论与量子力学存在着矛盾的现象。

在互联网信息时代,人们对物理学的现象的认知,丰富多彩纷繁复杂众说纷纭,包括猜测电子为什么存在着自旋等现象,还有光量子的波粒二象性,以及量子纠缠观测的超距离超光速叠加的概率性现象?

根据整体数学公式也是整体宇宙学定律:Z=SYW=E=MC^2=STK^3

预言,能够解决相对论与量子力学的矛盾,统一四种基本的物理力的,包括量子纠缠的本质,是第五种物理力——宇宙整体动态平衡力!
量子绘画艺术论
作者:王民生
2021年11月28日,世界首创量子绘画艺术展,就是利用光量子与物质界面的相互作用的原理取得成功的。
量子绘画艺术的发明创造者是世界名人王民生,原理是根据量子纠缠的现象与绘画艺术的有机结合创造的奇迹!
量子绘画艺术必须由A、B二个绘画者参与实施,由A、B两个绘画者在同一个地点,同时把两组颜料分别装入两个有空白画布的密码箱,密封后随机分发给A、B两个绘画者,在距离约50米的地方,其实也不限于50米,在同一时刻同时打开密码箱,把颜料混合变成另一种颜色后,A、B两个绘画者瞬间超光速就互相知道对方完成绘画作品的颜色是什么颜色!
感谢所有支持世界首创量子绘画艺术展的团队!

量子纠缠是一种什么现象,为何两个粒子无论相隔多远,都会有感应

量子纠缠现象的解释:光量子质量为零,传播速度为光速,纠缠在一起的量子他们之间的相对时空势能是零,相对于光量子之间时间是停止的,也就是说他们可以实现瞬间移动,他们只是时空势能的特殊表现,在不同时空接收到宇宙波重新转换为光量子。我们可以认为他们就没有分离过,他们只是瞬移了。
还有一个更烧脑的实验。AB为实现量子纠缠的单光子,A在得到干涉条纹后,如果再检测B的偏振性会擦除掉A的干涉现象,对于观察者来说就是未来改变过去,实际上是时间流速变了,我们看到的光一直是过去的光,因为光速下时间是停止的。延迟量子擦除实验,证明了我们看到的光是过去的光。
时间膨胀是说时间并不是永远以我们感受到的现在的这种速度进行的,它也会发生变化.它一般是和速度有关的.速度越快,越接近于极限速度,时间就会越慢(这里有个名词:极限速度.我们所处宇宙的极限速度是光速,但并不是所有的宇宙其极限速度都是光速,可能更快,也可能更慢).举个设想的例子说吧,假如有一个人一分钟的心跳是60下,当他高速运动时,如果速度足够大,他的心跳可能会变成40下,20下,甚至更慢.因为随速度的增加,他的时间变慢了,他自身的新陈代谢也随之变慢.这样,相对于他的时间就发生了膨胀. 我们通常会认为,光波的速度因与我们运动的方向相同或相反或取各种中间角度而有所不同。令人惊奇的是,爱因斯坦却认为事实上不会是这样。20世纪初,爱因斯坦就认识到,我们的时空观并不完善。他是通过分析电和磁相结合产生电磁辐射(例如光辐射)特性的规律得出这个结论的。他认为,如果光在一切测量中具有协调一致的特性的话,在物理学中光速必定扮演着主要角色。特别是,真空中的光速必须不变,无论光源和观察者做什么样的相对运动,真空光速总是每秒三十万千米。 17世纪,牛顿曾提出过一个相对性的经典说法。当时他主张,作为参照基准的参考框架,无论做什么样的匀速直线运动,都不会对实验(包括物理的运动)产生影响。爱因斯坦认为这种说法与他的电磁学理论格格不入,当他试图搞清楚以光速运动的观察者所看到的光波将会是什么样时,他遇到了纠缠不清的情景。于是他清醒地认识到,为了在物理学领域取得协调一致的答案,就不能把空间只是看成供我们生活居住的容器。它还必须具有某些特性,例如人们以高速运动时,时间尺度将会改变,同时,空间尺度也会改变。在这个意义上,空间和时间是缠绕在一起的,空间和时间原是同一件事物不同的相对表现形式。 牛顿的绝对时空就是哲学或人们通常意义上所感受的时空,即在每一刻,都对应整个宇宙的某一态。从牛顿的绝对时空看来,这星光传播过程中,时间就一直在变大,在膨胀。 现今世界上最具权威的美国《科学》杂志,最近一期一篇文章明确指出,宇宙膨胀不是光的多谱勒效应,是时空本身的膨胀,而实际天文观测证实的,包扩哈勃红移在内,都是时间膨胀的结果,其它都是围绕时间的膨胀展开的理论分析和推测。 分析时间的膨胀,就涉及时空本质的理解,就物理学而言,我们就有两种时空:牛顿的和爱因斯坦的。 牛顿的时空称绝对时空,表面看起来,它的时间和空间是毫不相关的,实际上,从它的引力所具有的无限大速度的假设,可以知道, 牛顿的绝对时空就是哲学或人们通常意义上所感受的时空,即在每一刻,都对应整个宇宙的某一态。从宇宙的各向同性和平滑性,知这一刻对一态虽然在观测上不可行,但理论和人们思维上却是可行的。空间的三维始终应对时间的一维,这是用思维观时空,是横向看时空,空间的三维和时间的一维一一对应,我称之为三一时空。三一时空的同时性并不是没有物理实质,如产生了量子纠缠的量子所具有的同时性。 爱因斯坦的时空称相对时空,它以观察者为核心,强调可观察,是用眼睛看时空,以光速为极限,将过去和现在联系在一起,是纵向看时空,时间和空间缠绕在一起,人称四维时空。爱因斯坦曾有过一个设想,当一个人以光速运动时,一道光在人眼前穿过,这个人所看到的光应为弯曲的。 时间的膨胀是观察者观察的结果,是四维时空的产物,时间倚观察者而变,观察者的时间代表着真实的唯一存在,是四维时空模型中时间的最大值;观察者的时间代表着此刻,若设这个时间为零,其它被观察体的时间都为负值。在观察者本身却无法发现时间膨胀的原因,必须横向看时空,用牛顿的绝对时空观,就能发现时间膨胀的原因。 例子:假设一星体离地球60亿年,星像分离的一刻,宇宙的态对应时间为T,10亿年过去,这星体的像走了10亿光年,宇宙的态对应时间为T+10;再10亿年过去,这星体的像又走了10亿光年,宇宙的态对应时间为T+20;最后,经过T+30,T+40,T+50,到达地球时,宇宙的态对应的时间为T+60亿年。从牛顿的绝对时空看来,这星光传播过程中,时间就一直在变大,在膨胀。 从横向思考时空,就会发现一个星体的像离开实体一刻起,在传播过程中,时间就一直在膨胀,直到被观察者接收为止。由于星体和观察者之间的时间膨胀是一定的,我们收到的星光的红移值就是一定的。 这时间膨胀现在被解释为空间的膨胀,即这星光经过的路程被延长,延长的原因是过去比较热,空间热膨胀,道理上应能说得过去,但事实是现在空间已经这么冷了,我们却发现时间膨胀在加速,时间膨胀解释为空间膨胀就说不过去了。空间性质的改变也能造成时间的延长,比如光不从空气中而从水中传播,接收者就会发现时间延长了。由热力学第二定律看,时间是不可逆的,空间尽管是真空,随时间的性质变化也是不可逆的。真空性质能有什么变化?真空的电场磁场引力场总在,电向磁的变化,引力的变化都是不可逆的。 宇宙的星系一直都在不断变化中,空间的性质也在不断变化中。就地球而言,地球在诞生时空间还没有大气,也不是一个蓝色星球;现在地球的温室效应,地球膨胀引起的空间的膨胀,都会产生空间性质的变化,同样会产生时间膨胀效应。空间本身由电向磁的转换,即由红向蓝的转变,就当然地造成红移,时间的膨胀。 也许这一切分析都是多余的,时间的膨胀就是时间的膨胀,从被观察物体到观察者,横向看时空,就有时间膨胀发生;太阳光到地球就有红移发生,不能也不要把时间变换成我们能理解的空间的什么东西,这样会犯错误的。道可道, 非常道; 时间是我们永远猜不完的谜。 时间膨胀是相对论效应的一个特别引人注意的例证,它是首先在宇宙射线中观测到的。我们注意到,在相对论中,空间和时间的尺度随着观察者速度的改变而改变。例如,假定我们测量正向着我们运动的一只时钟所表明的时间,我们就会发现它要比另一只同我们相对静止的正常走时的时钟走得慢些。另一方面,假定我们也以这只运动时钟的速度和它一同运动,它的走时又回到十分正常。我们不会见到普通时钟以光速向我们飞来,但是放射性衰变就像时钟,这是因为放射性物质包含着一个完全确定的时间标尺,也就是它的半衰期。当我们对向我们飞来的宇宙射线M作测量时,发现它的半衰期要比在实验室中测出的22微秒长很多。在这个意义上,从我们观察者的观点来看,M内部的时钟确实是走得慢些。时间进程拉长了,就是说时间膨胀了。 我们完全清楚,在平常的生活中看不出空间和时间有这种畸变。这是因为我们不涉及已接近光速运动的事物。事实上,相对论现象的特性由物体速度与光速平方之比这样一个比率来决定。当所研究的物体的运动速度超过光速的十分之一时,这个比率才变得重要,因为此时该比率增大到百分之一以上。这样的高速领域几乎只局限在高能物理学家们的经验中。由于我们通常不会涉及这样高的速度,所以狭义相对论的许多结论都使我们感到惊奇。实际上,这些结论确实有些复杂,但早已证实了狭义相对论的完美,并且在处理低速运动时又几乎严格地与我们所熟悉的物理规律一致。 时间膨胀对于未来的宇宙探索,旅行等都有巨大的作用,而它也不断出现在科幻小说家的笔下,并有了许多优秀的作品。 【时间膨胀效应的实验】 1、实验原理 使用传统所用的摆钟,要比较“动钟”和“静钟”的快慢,不可回避地存在一个“二次相遇”的难题;但是对于原子钟而言,这个问题已经不复存在。爱因斯坦在1952年为《狭义与广义相对论浅说》英译本第15版添加的“附录”中写道:“我们可以将发出光谱线的一个原子当作一个钟”(2-P106),实际上原子钟仅指原子本身而已,跟那结构相当复杂的“钟体”并没有关系。这样一来,我们就有了在实验室内完全静止的条件下比较两台“原子钟”快慢的前提。 只需要知道两台原子钟工作时的温度差异,就可以定性地获悉两台钟铯原子喷射速度的大小;如果知道两台钟铯原子喷射的具体速度,就不难定量地测出△ν和△V之间的对应关系。依据两个展开式可知:如果△ν∝△V,用(1)式解释是正确的;反之用(2)式解释是正确的。 选取两台频率一致性和长期稳定性均在10-13量级以上的铯钟,条件是己知两台钟工作时的温度、最好是铯束喷射速度存在较大差异。只需要将两台钟和比相仪或时间间隔器相联结,经过一定的时间间隔就可以依据记录曲线判定哪种解释是正确的。 实验结果可以证明:狭义相对论揭示出的横向多普勒频移,应该是频率增大、即向光谱的蓝端移动;正确的解释应该是“时间收缩”,或曰“运动时钟变快”。

量子纠缠里的作用瞬时传递,是不是意味着超光速了?

相对论和量子力学,虽然有很多不相容的地方,但是也有很多相容的地方(比如薛定谔方程在微观高速运动的粒子时,就必须要考虑相对论效应,这个以后再谈)。要想正确理解狭义相对论,对于它的“劲敌”量子力学,也需要了解了解。不过当前我们还是主要谈狭义相对论。

在量子力学中有一个现象:量子纠缠。什么意思呢?就是两个电子会产生一种相互作用,使得当我去测量电子A的自旋发现是1,那么另一个电子B的自旋不用测我们也知道是0(假设电子自旋只有0和1两种状态)。

有人说,这有什么奇怪的,不就是两个电子产生了一种相互作用嘛,这也值得大惊小怪?别急,我继续往下说,本来这种电子间的相互作用不足为奇,奇就奇在这种相互作用到底需要花费多少时间?

按照爱因斯坦的狭义相对论,任何有质量的物体都不能超光速。但是一对产生过纠缠的电子A和B,你把A放到地球,然后把B放到月球上,当你去测量A假设发现自旋是1,那么你马上去测量B电子的自旋发现它是0(假设月球上有个仪器随时可以检测B的自旋)。而当你再次测量A发现是0时,你马上去测量B发现是1,似乎A能够瞬间作用于B,告诉B:我刚刚被人类测量了自旋,你马上给我改下自旋方向,让B的自旋与自己不同。(要说明的是:产生纠缠的一对电子,不一定非要“自旋”产生纠缠,也有其他纠缠现象,自旋不是唯一的纠缠现象)

既然A能瞬间作用于B,而爱因斯坦说不能超光速,瞬间和超光速似乎矛盾了。但是你仔细想想,爱因斯坦的狭义相对论是说任何有质量的物体无法超光速,请问这种瞬间作用,是哪个物体在超光速呢?难道这种“作用”是一种物质,有质量或者能量?

不意味,量子纠缠的作用并不能算是速度。它是指当知道某一个量子,就能知道另外一个对应量子的所在,这种算属于逻辑吧。但单纯的从这种变化来看,数值上的确是大于光速的。
尽管相对论和量子力学之间有许多不兼容之处,但也有许多兼容的地方(例如,当薛定inger方程以微观速度移动粒子时,必须考虑相对性效应,这将在后面讨论)。为了正确理解狭义相对论,我们还需要了解其“强敌”量子力学。但是目前,我们仍然主要谈论狭义相对论。
是的。因为量子纠缠的速度非常快,能够瞬间传递,所以已经超越了光速。

首张量子纠缠图曝光,量子纠缠具体是什么东西?

近日,英国的物理学家第一次拍摄到量子纠缠的照片,让量子这个特别虚拟的东西变得清晰明了起来。虽然量子纠缠在很多领域有着重要的作用,但是一直没有被人们所捕捉。这张图的问世,有有助于人们更加了解量子纠缠,有助于相关产业的发展。

在量子力学中,有几个粒子在相互碰撞之后,这几个粒子各自所拥有的特性已经成为一个整体的性质,没有办法单独描述这几个粒子单个的性质,这种现象就叫做量子纠缠。这种现象只纯粹发生在量子系统里,在我们经常说的经典力学里,找不到类似的现象。

量子纠缠是一个物理学的概念,对我们平常的生活来说有些陌生,但是是对我们的生活有很大的作用的。虽然我们平时看不见摸不着,但量子是实际存在的一个科学的现象,量子纠缠一般应用的都是高科技的领域,一般在计算、通信等方面有很大的作用。尤其是在秘密通信方面量子纠缠有独特的作用,主要体现在防止窃取机密,获取情报等这方面。

其实对于量子纠结来说,我们不需要了解的太多,只知道它对我们生活有帮助就可以了。我们不需要了解量子纠缠是一个什么样的现象,以及量子纠缠产生的原因,这需要物理学家去探索去探究,需要物理学家努力的做这些事情。我们只需要具有一个科学的素养去正确的看待新生事物,让这个世界变得更加美好。

量子纠缠公式表达

1935年,爱因斯坦、波多尔斯基和罗森( Einstein Podolsky and Rosen) 等人提出一种波,其量子态:

其中x1 ,x2分别代表了两个粒子的坐标,这样一个量子态的基本特征是在任何表象下,它都不可以写成两个子系统的量子态的直积的形式:

这样的量子态称为纠缠态。

以下内容,引自「未来论坛」年会上题为《生命科学认知的极限》的演讲。

一、有三个层面的物质:

  1 第一个物质是宏观的,就是我们可以感知到的,直觉可以看到的东西,比如人是一个物质,房子也是一个物质,天安门、故宫都是物质。

  2 第二个层面是微观的,包括眼睛看不到的东西也叫微观,我们可以借助仪器感知到、测量到,从直觉上认为它存在,比如说原子、分子、蛋白,比如说很远的一百亿光年外的星球。

  3 第三个层面,就是超微观的物质。对这一类,我们只能理论推测,用实验验证,但是从来不知道它是什么,包括量子,包括光子。尽管知道粒子可以有自旋和能级、能量,但是我们真的很难通过直觉理解,这就是超微观世界。

  尽管如此,这个世界是超微观世界决定微观世界,微观世界决定宏观世界。我们人是什么?人就是宏观世界里的一个个体,所以本质一定是由微观世界决定,再由超微观世界决定。

  毫不怀疑我就是一个薛定谔方程、一个生命形式、一个能量形式,但不知道怎么解这个方程,不知道思维是怎么产生的,仅此而已。我相信,你也应该相信,我们每个人不仅是一堆原子,而是一堆粒子构成的。

  所以,我们真的就是一堆由粒子构成的原子,如此之简单。我们有多少原子?大约有6×10^27个原子,形成大约60种不同的元素,但真正的比较多的元素,不过区区11种。

  原子通过共价键形成分子,分子聚在一起形成分子聚集体,然后形成小的细胞器、细胞、组织、器官,最后形成一个整体。但是你会觉得,不管你怎么做研究,都无法解释人的意识,这超越了我们能说出和能感知的层面。我认为要解释意识,一定得超出前两个层次,到量子力学层面去考察。我自己认为是这样的。

二、量子纠缠是可以进化的现象吗?

  班门弄斧讲一讲量子纠缠。1935年,当爱因斯坦(Einstein)和波多尔斯基(Podolsky)以及罗森(Rosen)一起,写出了著名的EPR佯谬之后,提出了量子纠缠。

  实际上「量子纠缠」这个词并不是爱因斯坦提出来的,而是薛定谔提出来的,当时看来是很不可思议的。

  量子纠缠的意思是说,两个纠缠的量子不管相距多远,它们都不是独立事件。

  当对一个量子进行测量的时候,另外一个相距很远的量子居然也可以被人知道它的状态,可以被关联地测量,很不可思议。但这样一个简单的现象既然存在于客观世界,相信它会无处不在,包括存在于我们的人体里。是不是这样呢?当然是这样。

  量子纠缠怎么样影响我们的生命,其实我们不知道,为什么?

  因为这不是我们可以用直觉去感受的。

  很多科学家找了很长时间,发现神经细胞里面的微管可以形成量子纠缠,但是微管的时间尺度是10^(-20)秒到10^(-13)秒,远远小于人的记忆和意识的形成时间。但是他通过理论的实践,以模拟的方式找到了,他正在进行实验验证。


图片描述

  比如把磷和钙放在一起,也就是磷酸钙,当磷酸钙以波斯纳分子集群(Posner molecule or cluster)形式存在的时候,它的量子纠缠时间可以长达105秒!

  能把这样一个极其脆弱的,对声、光、电、热都极其敏感的量子纠缠现象的持续时间提高15个数量级,如果再提高5个数量级,就达到年的水平,以年为单位来保存量子纠缠现象。

  依此类推,有一天我们人类会发现量子纠缠也是一个可以进化的现象,它可以保存一百年、一千年、一万年。

  也就是说,量子纠缠,它在远古的时候就存在了,在进化过程中被保存了下来。

  我要问你们四个问题:

  1 第一个问题,你们相信有第六感官吗?很多人会说不相信。

  2 第二个问题,有没有可能,两个人会以未知的方式进行交流?你会说也许,不会像第一个问题那样肯定地说不信。

  3 第三个问题,量子纠缠是否存在于人类的认知世界里面?存在于大脑里?我相信听了我的讲座,你会觉得很有可能。

  4 第四个问题,量子纠缠是不是适用于地球上的物质呢?你一定会说一定适用,因为我们已经证明了。

  但其实简单讲,这四个问题是完全一样的问题,倒推回去就说明一定有第六感官,只是我们无法感受,所以叫「第六感官」。

  那么我们人究竟是什么?我们只不过是由一个细胞走过来的,就是受精卵,所有受精卵在35亿年以前,都来自于同一个细胞,同一团物质,一个处于复杂的量子纠缠的体系,就这么简单。

  其实我不知道这里面是什么,但是我相信它。我每呼吸一次会摄入10^22次方的氧原子进入我的身体,进入共价结构。这一口呼吸至少有10^4次方以上的氧原子,被处在世界上一个很遥远角落里的,我没有见过的人呼吸过至少一次,这在一个月内就会做到,人一辈子一直在这么做。而两个人在一个房间里的时候,一天可以有63克的氧气在彼此的肺当中交换。

  科学发展到今天,我们看世界完全像盲人摸象一样,我们看到的世界是有形的,我们自己认为它是客观的世界。

  其实我们已知的物质的质量在宇宙中只占4%,其余96%的物质的存在形式是我们根本不知道的,我们叫它暗物质和暗能量。

  那么盲人摸象般地认识世界是科学吗?一定是科学。

  每个人摸的都是真实存在,而且都是客观存在的,都是看得见摸得着的,我们现在也是如此。只是我们不知道摸的是象的后背,还是尾巴,还是耳朵。

  我认为人类的认知极限就在于,我们是一堆原子,我们处在宏观世界,但我们希望隔着两个世界去看超微观世界。那是一个最美好的、极其美妙的世界。

三、世界还有多少我们不知道的东西?

  随着量子卫星上天,有关量子的事科普一下: 当代科技最前沿发现了什么?竟然颠覆人类世界观!

  我们的世界,因为几个最新的科学,全乱了!

  搅乱了世界的3项科学成果:

  1. 暗物质

  1.1 怎么发现有暗物质?

  我们原来认识的宇宙的形态,是星球与星球之间通过万有引力相互吸引,你绕我转,我绕他转,星球们忙乱而有序。

  但后来,科学家通过计算星球与星球之间的引力发现,星球自身的这点引力,远远不够维持一个个完整的星系。如果星系、星球间仅仅只有现有质量的万有引力支持的话,宇宙应是一盘散沙。

  宇宙之所以能维持现有秩序,只能是因为还有其他物质。而这种物质,目前为止,我们都没有看到并找到,所以,称之暗物质。

  1.2 暗物质有多少?

  科学家通过计算,要保持现在宇宙的运行秩序,暗物质的质量,必须5倍于我们现在看到的物质。

  1.3 有没有观测到暗物质?

  现在没有真正的测到暗物质。只是能发现光线在经过某处时发生偏转,而该区域没有我们能看到的物质,也没有黑洞。

  1.4 黑洞是不是暗物质?

  不是。黑洞只是光出不来,它发出其他射线,它仍然是常规物质。

  2. 暗能量

  2.1 怎么发现有暗能量?

  科学家观测发现,我们现在的宇宙,不仅在不断膨胀,而且在加速膨胀。如果匀速膨胀,还可以理解。但加速膨胀,就需要有新的能量的加入。这能量是啥?科学家也搞不清,取名叫暗能量。

  2.2 暗能量有多少?

  科学家通过计算,通过质能转换方程E=MC2计算,要维持当前宇宙的这种膨胀速度,暗能量应该是现有物质和暗物质总和的一倍还要多。

  2.3 有没有找到暗能量?

  目前为止,还没有。


  3. 量子纠缠

  现代科学发现,对物质的研究,在进入分子、原子、量子等微观级别后,意外非常大。出现了超导体、纳米级、石墨烯等革命性的材料,出现从分子水平治愈癌症的奇迹。而最神奇的是 —— 量子纠缠。

  3.1 什么是量子纠缠?

  科学实验发现,二个没有任何关系的量子,会在不同位置出现完全相关的相同表现。如相隔很远(不是量子级的远,是公里、光年甚至更远)的二个量子,之间并没有任何常规联系,一个出现状态变化,另一个几乎在相同的时间出现相同的状态变化,而且不是巧合。

  3.2 有没有观测到量子纠缠?

  量子纠缠是经理论提出,实验验证了的。科学家已经实现了6-8个离子的纠缠态。我国科学家实现了13公里级的量子纠缠态的拆分、发送。

  4、搅乱了的世界

  4.1 搅乱了的哲学世界

  原来认为世界是物质的,没有神,没有特异功能,意识是和物质相对立的另一种存在。

  现在发现,我们认知的物质,仅仅是这个宇宙的5%。没有任何联系的二个量子,可以如神一般的发生纠缠。把意识放到分子,量子态去分析,意识其实也是一种物质。

  既然宇宙中还有95%的我们不知道的物质,那灵魂、鬼都可以存在;

  既然量子能纠缠,那第六感、特异功能也可以存在;

  同时,谁能保证在这些未知的物质中,有一些物质或生灵,它能通过量子纠缠,完全彻底地影响我们的各个状态?

  于是,神也可以存在。

  4.2 坍塌了的物理世界

  我们现在所有的物理学理论,都以光速不可超越为基础。而据测定,量子纠缠的传导速度,至少4倍于光速。

  3.4 崩溃的内心世界

  科技发展到今天,我们看到的世界,仅仅是整个世界的5%。这和1000年前人类不知道有空气,不知道有电场、磁场,不认识元素,以为天圆地方相比,我们的未知世界还要多得多,多到难以想象。

  世界如此未知,人类如此愚昧,我们还有什么物事必须难以释怀?

  让我们致敬那些探索未知的人。

对于我们老百姓来说,可能很难理解,但是对于物理界的人来说,可是重要的发现啊。
量子纠缠就是:两个量子分开.不管它两分开有多远,一个量子发生变化,另一个量子也会立刻发生变化,这两个量子态没有任何联系却可以同时传播互相影响,
没法具体,简单的说,就是有量子的状态会因为那边的变化耳而变化。它们是纠缠的。
本文标题: 为什么很多科普里要把量子纠缠那么玄乎 实际上又都可以用薛定谔方程描述,并不是大家无法求解的问题。
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