量子熱作為數學前沿理論，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世界中微觀粒子運動規律的數學理論，是數學的一個分支。 主要研究原子、分子和凝聚態物質以及原子核和基本粒子的結構和性質的基本理論。
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。 甚至一些不嚴謹的科普文章說，借助量子糾纏原理，人類可以實現即時通訊。
Tips：當幾個粒子相互作用時，由于每個粒子的特性已經融入了整體的性質，所以很難單獨描述每個粒子的特性，而只能描述整個系統的特性。 這種現象稱為量子糾纏。
這種奇怪的言論圍繞著一個神秘的化學術語“量子糾纏”展開。 這是一種什么樣的現象？ 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存在的最小物質成分。 最早發現的粒子是原子、電子和質子，中子是1932年發現的，它們是比原子更基本的物質成分，所以稱為基本粒子。
我們只能通過間接的方式觀察和發現任何事物。 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 激光是一種利用調制激光的一定參數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. 結果是，在檢測一個粒子的運動狀態時，你永遠不知道它在偏差范圍內的什么位置，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。 當我們試圖檢測它的真實位置時，波函數會收縮到一個精確值。
Tips：波函數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作為粒子或波的存在與宏觀的貓聯系起來，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的致命裝置的袋子里，那么這只貓就處于生死疊加狀態，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，是人的觀察導致了波函數的坍縮。 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，所以有的構成電子，有的構成夸克，有的構成光子，等等。 所以，不確定性原理并不是我們的檢測技術太差，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。 甚至有可能實現愛因斯坦畢生的夢想，即統一微觀粒子中的四種相互排斥，完成大統一理論。 這個大統一理論如果完成，將是人類探索物質世界本質的終極理論，將是數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表了論文《物理現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“糾纏現象”。 例如，電子和正電子從某種物質的衰變中釋放出來。 由于之前它們是脫離一個系統的，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，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：波函數坍縮是指個體量子熱系統的波函??數與外界發生個體相互作用，成為本征態之一或具有相同本征值的有限本征態的線性組合的現象。
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：相對論是關于時空和引力的理論。 它主要是由愛因斯坦創立的。 根據研究對象的不同，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代數學的基礎。
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。 該學派在創始人玻爾的領導下，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，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。 處于糾纏狀態的兩個光子被發送到不同的地方，同時用偏振片進行檢查。 原來，這對處于糾纏狀態的光子確實在串通一氣，只是速度超過了光速。 這些現象被學者稱為遠距離作用。
Tips： at a ata，在數學上，是指兩個不相交的空間區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。 例如，2016年11月30日，學者們開發了一款小游戲，讓約10萬名玩家在游戲中生成近1億個隨機數，并將這個數字傳遞給全球13個不同版本的貝爾。 實驗實驗。 結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出的光，將其處理成隨機信號來驗證量子糾纏，發現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，現在的阿姆斯特丹學派并不認為處于糾纏態的兩個粒子之間真的存在交流和聯系。 它們會像串通一樣，是波函數坍縮造成的現象，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：量子隱形傳態和量子密鑰分發。
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律可循的。 只要找到規律，用筆記本電腦暴力破解，再強的密碼系統也可能被破解。
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。
因為這種糾纏態的粒子運動永遠是隨機的，根本沒有規律可循，也就無從破解。
結論：
相信通過前面的介紹，大家已經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現的一種現象。 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。 影片講述了神經外科醫生史蒂芬·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。 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。