數學學上是這樣定義的,當兩個或多個粒子彼此互相作用以后,單個粒子具有的性質綜合為整體屬性,這時侯就難以單獨描述單個粒子的性質,只能描述整體系統的性質,這些現象就是量子糾纏。
因為量子糾纏描述的是整體性質,所以糾纏中粒子的狀態發生改變,其他粒子也會頓時發生改變,這些怪異現象被愛因斯坦稱為“鬼魅般的超距作用”,看上去似乎兩個粒子可以頓時感應到彼此,速率遠超光速。
不過量子糾纏并沒有違背愛因斯坦相對論中的光速限制,由于糾纏中的粒子感應到彼此,并沒有傳遞任何信息。
問題來了,量子糾纏究竟是怎么發生的呢?為何會有量子糾纏現象呢?
首先,我們須要明白哪些是量子,它并不是某種粒子,而是具有量子現象的微觀粒子的合稱。何為“量子現象”?淺顯理解,普朗克常數能發揮作用的現象就是量子現象。假如一個數學量存在最小的不可再分的基本單位,我們就稱這個數學量是可量子化的,最小單位就被稱為量子。
所有的微觀粒子都具有波粒二象性,可以淺顯理解為它們既是粒子又是波,但更本質來講,微觀粒子雖然是波,而微觀粒子表現下來的粒子性似乎就是“波包”,也可以理解為“能量包”。
這就意味著,所謂的微觀粒子雖然不是“粒子”,不能看做質點,微觀粒子的狀態只能用波函數來描述,而波函數是可以疊加態。一旦兩個粒子產生疊加態的時侯,就難以分辨單個粒子的狀態。
而量子糾纏似乎就是產生疊加態的兩個粒子的狀態。
剛剛說了,我們只能用波函數描述微觀粒子的狀態,而波函數的覆蓋范圍是很廣的,理論上可以覆蓋到宇宙的每位角落,這也是為何我們會說微觀粒子無處不在,可以隨機出現在每位地方。
這也是為何糾纏中的粒子無論相距多遠,都可以頓時感應到彼此,由于它們之間波函數疊加以后的疊加態可以延展很遠,當我們觀測任何一個粒午時,疊加態才會頓時發生坍縮,糾纏狀態結束,每位粒子的狀態就確定出來了,看上去就似乎彼此之間有“心靈感應”一樣。
好多人不樂意接受量子糾纏的奇特特點,不僅量子糾纏確實違反了我們的日常生活認知之外,還有幾個誘因。
第一,量子糾纏這個名子容易讓人形成誤會,“糾纏”兩字給人的覺得似乎粒子有意識一樣,能感應到彼此存在,雖然并不是這樣的。
第二,還有一部份人屬于量子熱學領域的“小白”,對量子熱學幾乎沒有任何了解,完全在用宏觀世界的思維方法評判量子世界,其實會對怪異的量子糾纏現象嗤之以鼻了。
實際上,量子糾纏現象確實存在,但是早就應用在商業領域了。
第三,科普工作做得不夠好。科學是十分嚴謹的,好多時侯須要復雜的物理公式能夠確切敘述下來。但科普工作的首要目的并不是嚴謹,而是淺顯,雖然你們都不是專業的科學人士,所以科普的重要是在淺顯的基礎上盡量做到嚴謹。
但這如同“魚和熊掌不可兼得”一樣,淺顯一般會意味著不太嚴謹量子糾纏通訊,但對于普通吃瓜群眾來講,用淺顯的方法進行科普早已足夠了。
如同明天這篇科普文來講,沒有任何復雜的公式,盡量用淺顯的語言來描述量子糾纏,所以個別地方肯定會不太嚴謹,但對于量子糾纏的科普推廣來講,應當是可以了。
總結就是,量子糾纏與意識沒有任何關系量子糾纏通訊,量子糾纏的本質是波函數的疊加態。