量子熱作為數(shù)學前沿理論，至今仍為人們津津樂道，甚至有人將其作為噱頭來唬人。
量子量熱法是研究物質(zhì)世界中微觀粒子運動規(guī)律的數(shù)學理論，是數(shù)學的一個分支。 主要研究原子、分子和凝聚態(tài)物質(zhì)以及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的基本理論。
比如這幾年被曝光的量子漲落速讀，就對女兒父母謊稱書和人的大腦會有量子糾纏，沒必要老老實實看。 進入大腦。
甚至有人說，量子糾纏好像是心靈感應，這也證明了靈魂的存在。 甚至一些不嚴謹?shù)目破瘴恼抡f，借助量子糾纏原理，人類可以實現(xiàn)即時通訊。
Tips：當幾個粒子相互作用時，由于每個粒子的特性已經(jīng)融入了整體的性質(zhì)，所以很難單獨描述每個粒子的特性，而只能描述整個系統(tǒng)的特性。 這種現(xiàn)象稱為量子糾纏。
這種奇怪的言論圍繞著一個神秘的化學術(shù)語“量子糾纏”展開。 這是一種什么樣的現(xiàn)象？ 為什么會被吹得這么厲害？ 在本視頻中，我們將討論它。
什么是量子糾纏？
要解釋清楚量子糾纏，我們需要解釋一個概念，即測不準原理。 由化學家海森堡于1927年提出，我們也稱之為不確定性原理。
Tips：不確定性原理意味著你不能同時知道一個粒子的位置和速度，這說明粒子在微觀世界的行為與宏觀物質(zhì)的行為有很大的不同。
從宏觀上看，這簡直是違反常識的。 觀察在道路上行駛的車輛，您可以輕松測量其當前位置和速度。 例如，有了雷達裝置，你可以通過雷達波反射回來的時間，判斷出這輛車離你有多遠，再測量一遍，就可以知道它的行駛方向和速度。 即使我們用肉眼觀察，也就是用光觀察，還是可以得出結(jié)果的。
但是，當我們把視角放在微觀層面時，我們就沒有辦法準確地檢測和預測它的運動軌跡了。 為什么？
Tips：粒子是指能夠以自由狀態(tài)存在的最小物質(zhì)成分。 最早發(fā)現(xiàn)的粒子是原子、電子和質(zhì)子，中子是1932年發(fā)現(xiàn)的，它們是比原子更基本的物質(zhì)成分，所以稱為基本粒子。
我們只能通過間接的方式觀察和發(fā)現(xiàn)任何事物。 比如你要看東西，就必須有光在它前面照，然后反射回來，我們才能看到。 如果我們要研究一個東西是帶正電還是帶負電，就需要借助磁場，觀察它在磁場中的運動方向。 這在宏觀世界中不是什么大問題，因為它們又大又重量子物理學名詞，單靠汽車是不可能做任何事情的。
然而，在微觀世界中，粒子被光碰撞并四處奔跑。 這會造成一個現(xiàn)象，就是當你想要準確地檢測出一個粒子的位置時，需要使用波長較短的光波，這樣光反射的范圍就小，可以測出更準確的量。 但是因為光的波長較短，作用在粒子上的力是不均勻的，導致它的運動更容易受到干擾，你也很難同時測出這個粒子的速度。
溫馨提示：激光測距儀 激光是一種利用調(diào)制激光的一定參數(shù)來檢測目標距離的儀器。 激光測距儀的探測距離為3.5~5000米。
如果要準確檢測粒子的速度，就需要波長較長的光波，這樣才能不受干擾地判斷其運動軌跡，同時由于波長較長，其精確位置也會有偏差. 結(jié)果是，在檢測一個粒子的運動狀態(tài)時，你永遠不知道它在偏差范圍內(nèi)的什么位置，在做這樣的運動。
因此，我們在描述量子世界中的粒子時，只能用一個不確定的概率來描述它們，我們稱之為波函數(shù)。 當我們試圖檢測它的真實位置時，波函數(shù)會收縮到一個精確值。
Tips：波函數(shù)顯然是量子熱學中的一個假設，是量子熱學中最基本的概念，貫穿于整個量子熱學。 波函數(shù)的含義主要包括兩點：有限性和離散性。
這聽起來沒問題，既然它本質(zhì)上是不可預測的，那么為什么不用概率來描述粒子的位置呢？ 而且，用這種方式來描述這個世界是很奇怪的。 例如，當我們不看一個事物時，它的存在純屬概率，它可能在右邊，也可能在左邊。 只要你觀察，這個概率就會變成一個確定的值。 換句話說，粒子的狀態(tài)取決于我們是否在看它。
你能想象當你不看月亮的時候，它好像在天上來回跳動嗎？ 不！ 其實你很難接受，有些學者也不愿意用概率來描述微觀粒子的運動。 顆粒物不可能是不可預知的，只是我們的檢測技術(shù)不到位而已。
Tips：薛定諤的貓是一個思想實驗，試圖從宏觀的角度探索微觀世界的量子疊加原理，將觀察后的微觀物質(zhì)作為粒子或波的存在與宏觀的貓聯(lián)系起來，在觀察介入的時候驗證量子的存在方式。
其中最著名的是薛定諤的思想實驗，薛定諤的貓。 如果不確定原理是正確的，那么我們把一只貓放在一個裝有隨時可能觸發(fā)的致命裝置的袋子里，那么這只貓就處于生死疊加狀態(tài)，既是生的又是死的。 只有打開袋子一看，才知道是死是活。
盡管有這樣的反對意見，一些學者仍然堅持不確定性原理，認為這是事實。 這就是阿姆斯特丹學派，他們愿意承認薛定諤的貓在袋子里處于生死疊加狀態(tài)，是人的觀察導致了波函數(shù)的坍縮。 其實，這并不是因為他們就是喜歡睜著眼睛說謊，而是因為那些學者認為，微觀粒子的本質(zhì)其實是一根振動的能量弦。
Tips：弦理論是理論化學的一個分支。 弦論的一個基本觀點是，自然界的基本單位不是電子、光子、中微子、夸克等條狀粒子，而是極小的線性“弦”。
這些能量串以不同的頻率振動，所以有的構(gòu)成電子，有的構(gòu)成夸克，有的構(gòu)成光子，等等。 所以，不確定性原理并不是我們的檢測技術(shù)太差，而是因為微觀粒子本身就是波，本身就具有不確定性。 這就是弦理論。 如果僅從這個方面來看，弦理論似乎只是一種以不確定性原理為事實而衍生出來的怪異理論。
但是這個理論并沒有被推翻，它比愛因斯坦的相對論更適合解釋量子化學。 甚至有可能實現(xiàn)愛因斯坦畢生的夢想，即統(tǒng)一微觀粒子中的四種相互排斥，完成大統(tǒng)一理論。 這個大統(tǒng)一理論如果完成，將是人類探索物質(zhì)世界本質(zhì)的終極理論，將是數(shù)學界人人夢寐以求的圣杯。
小貼士：引力相互作用、電磁相互作用、強相互作用、弱相互作用在自然界中稱為基本互斥力。
為此，奧斯陸學派得到了很多支持。
但是像愛因斯坦這樣堅決反對測不準原理的學者是不會罷手的，于是他們將目光投向了一個奧斯陸學派無法解釋的現(xiàn)象，那就是量子糾纏。 1935年，愛因斯坦、波多爾斯基和羅森共同發(fā)表了論文《物理現(xiàn)實的量子熱描述可以被認為是完整的嗎？ ”。 在這篇論文中，他們設計了一個思想實驗。
在微觀世界中，一些粒子相互作用，然后出現(xiàn)“糾纏現(xiàn)象”。 例如，電子和正電子從某種物質(zhì)的衰變中釋放出來。 由于之前它們是脫離一個系統(tǒng)的，所以它們之間的運動方向是相反的，合力為零。 但是沒有人知道在觀察之前誰會把載體運到左邊，誰會把載體運到右邊。
化學家將 171 鐿原子云與從周圍的皮爾斯鏡反射的光子流聯(lián)系起來，并測量了它們微小擺動的時間。 事實證明，原子以這些方式糾纏可以驅(qū)動核鐘比以往任何時候都更精確地計時。
在愛因斯坦的解釋中，這些現(xiàn)象就像把一副手套放進兩個袋子里，右手和左手從一開始就確定了。 一旦你打開一個袋子，看到手套是右手的，那么另一個袋子一定是左手的。
但是阿姆斯特丹學派解釋這件事有點奇怪。 按照他們的理論，在我們觀察之前，包里的兩只手套處于疊加狀態(tài)，即在右手和左手之間反復跳動。 當我們打開一個袋子時，觀察到的手套波函數(shù)崩潰，變成右手或雙手手套。 于是，被觀察的手套神秘地通知了另一只手套：嘿！ 我是右撇子，你應該把它變成手指！
Tips：波函數(shù)坍縮是指個體量子熱系統(tǒng)的波函??數(shù)與外界發(fā)生個體相互作用，成為本征態(tài)之一或具有相同本征值的有限本征態(tài)的線性組合的現(xiàn)象。
那么問題來了，這兩個袋子里的手套是怎么串通起來的呢？
這種神秘的合謀形式，被學者稱為“超距作用”，甚至可以超越光速，因為它完全無視所有數(shù)學定律。 在愛因斯坦的相對論中，光速是任何物體速度的極限，沒有任何東西可以超過光速來傳遞信息。 所以阿姆斯特丹學派是完全錯誤的。
Tips：相對論是關(guān)于時空和引力的理論。 它主要是由愛因斯坦創(chuàng)立的。 根據(jù)研究對象的不同，可分為狹義相對論和廣義相對論。 相對論和量子熱共同奠定了現(xiàn)代數(shù)學的基礎(chǔ)。
這很尷尬。 要么阿姆斯特丹學派錯了，要么愛因斯坦的相對論錯了。 兩派明爭暗斗，誰也說服不了對方。 愛因斯坦堅信微觀粒子是確定性的，根本不存在隨機性和概率性。 但玻爾覺得這個思想實驗根本站不住腳。 當背上包時，由于背上包的動作，波函數(shù)崩潰了。
Tips：1921年，在著名量子化學家玻爾的號召下，奧斯陸科學院理論化學研究所成立，奧斯陸學派由此成立。 該學派在創(chuàng)始人玻爾的領(lǐng)導下，對量子化學進行了深入而廣泛的研究。
這場爭論在愛因斯坦去世后仍在繼續(xù)，1964 年，約翰·貝爾終于為實驗家們提供了一種測試量子熱的可行方法。
隨后，一些學者通過實驗對其進行了驗證。 處于糾纏狀態(tài)的兩個光子被發(fā)送到不同的地方，同時用偏振片進行檢查。 原來，這對處于糾纏狀態(tài)的光子確實在串通一氣，只是速度超過了光速。 這些現(xiàn)象被學者稱為遠距離作用。
Tips： at a ata，在數(shù)學上，是指兩個不相交的空間區(qū)域中的兩個物體之間的非局部相互作用。
為了使測試完全不受人為觀察的影響，采用隨機的方法進行驗證，科學家們嘗試了很多技術(shù)。 例如，2016年11月30日，學者們開發(fā)了一款小游戲，讓約10萬名玩家在游戲中生成近1億個隨機數(shù)，并將這個數(shù)字傳遞給全球13個不同版本的貝爾。 實驗實驗。 結(jié)果都證明量子熱是正確的。
最后，學者們甚至直接觀察遙遠恒星發(fā)出的光，將其處理成隨機信號來驗證量子糾纏，發(fā)現(xiàn)這種作用在遠處的速度至少比光速快一萬倍！ 那么問題來了，相對論真的被推翻了嗎？
為什么量子糾纏比光速還快？
雖然，現(xiàn)在的阿姆斯特丹學派并不認為處于糾纏態(tài)的兩個粒子之間真的存在交流和聯(lián)系。 它們會像串通一樣，是波函數(shù)坍縮造成的現(xiàn)象，沒有傳遞信息。 因此，我們既不能用量子糾纏來傳遞信息，也不能用它來進行即時通訊。 所以量子糾纏其實很難解釋第六感、靈魂這些廢話。
Tips：量子通信通常指的是量子通信。 量子通信是一種利用量子疊加和糾纏效應傳輸信息的新型通信方式。 主要分為兩種：量子隱形傳態(tài)和量子密鑰分發(fā)。
有人會問，既然量子糾纏似乎不傳遞信息，那么所謂的量子通信呢？ 量子通信雖然不能讓信息以超過光速的速度傳輸，但是要對信息進行加密量子物理學名詞，使其難以破解。
過去，我們使用通信衛(wèi)星來傳輸信號。 為了防止有人偷聽，我們會用一組密碼對信號進行加密，這與過去的莫爾斯電碼非常相似，但更中間。 但是，這些人為的加密方式還是有規(guī)律可循的。 只要找到規(guī)律，用筆記本電腦暴力破解，再強的密碼系統(tǒng)也可能被破解。
提示：摩爾斯電碼通常是指摩爾斯電碼。 摩爾斯電碼，又稱摩爾斯電碼，是一種通斷電碼，通過不同的排列來表達不同的英文字母、數(shù)字和標點符號。
而且，如果使用量子糾纏光子來加密，生成的密碼本是完全隨機的。 在觀察之前，連自己都不知道代碼長什么樣，怎么破解呢？
比如讓衛(wèi)星保留一些隨機運動的粒子，讓地面接收器保留一些糾纏的粒子。 起初，衛(wèi)星觀測到這個粒子。 左旋時標記為1，右旋時標記為0，即可得到一串加密密鑰，然后將加密后的信息傳送給接收方。 接收者可以通過自己觀察粒子獲得加密密鑰，通過反向解密獲得真實信息。
因為這種糾纏態(tài)的粒子運動永遠是隨機的，根本沒有規(guī)律可循，也就無從破解。
結(jié)論：
相信通過前面的介紹，大家已經(jīng)明白所謂的量子糾纏到底是怎么回事了。 量子糾纏只是我們在觀察微觀世界時發(fā)現(xiàn)的一種現(xiàn)象。 它不證明靈魂，也不具備超越光速推翻相對論的能力。
Tips：《奇異博士》是一部魔幻動作片。 影片講述了神經(jīng)外科醫(yī)生史蒂芬·斯特蘭奇在一場意外中失去了右手的能力，最終在古一牧師的幫助下成為了擁有非凡魔力的奇異博士。
你也千萬不要相信民間流行的量子技術(shù)。 即使人腦中存在與外界耦合的糾纏粒子，我們也絕對不可能用意念改變它們。 “健康”不過是個騙子。 只要你真正理解這個概念背后的科學，你就不會上當。