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  • 1 # 火星一號

    在19世紀與20世紀之交,很多物理學家認為,物理學的大廈已經建成,後續只要對此進行修修補補就行。不過,兩朵“烏雲”籠罩在經典物理學上空,這讓人們感到了一絲不安。

    但誰也沒想到的是,物理學界將會經歷一場史無前例的變革。從黑體輻射問題這朵“烏雲”中,誕生了量子力學。它與相對論共同打破了經典物理學的框架,掀開了現代物理學的大幕。

    一系列的實驗表明,量子世界超乎想象,與我們的宏觀世界格格不入。舉個例子,粒子的位置和速度(動量)無法被同時精確測量出來,一旦一個引數確定,另一個引數就會變得不確定,這就是不確定性原理。

    這種現象在宏觀世界中是不可想象的,因為我們完全可以同時精確測量出宏觀物體的位置和速度。即便是宇宙中的天體運動也能被準確描述,我們能夠精確預測何時會出現日食,何時會出現水星凌日。

    除了不確定性原理之外,還有一種量子現象也是顛覆我們的常識,這就是被愛因斯坦稱為“鬼魅般超距作用”的量子糾纏效應。這種量子效應似乎可以無視距離,實現超光速作用,這讓愛因斯坦無法接受,因為相對論認為光速是速度的上限。

    基於現代宇宙學的測量,以地球為中心,可觀測宇宙的直徑為930億光年。那麼,如果把兩個糾纏粒子放在可觀測宇宙邊緣的兩端,它們還能無視930億光年的遙遠距離,瞬間影響到對方嗎?

    根據量子力學的哥本哈根詮釋,粒子的自旋、位置以及動量等物理性質在測量之前處於不確定的疊加態,只有經過測量才會坍縮成確切的狀態。著名的“薛定諤貓”是哥本哈根詮釋用於宏觀世界的思想實驗,在沒有觀測之前,貓處於生與死的疊加態。

    根據量子糾纏效應,一旦兩個粒子發生糾纏,它們的物理性質會出現關聯。如果測量一個糾纏粒子的物理性質,例如,粒子的自旋性質為上旋,那麼,另一個糾纏粒子的不確定性就會消失,它的自旋性質必然為下旋。無論兩個糾纏粒子相隔多遠,就算相距930億光年,量子糾纏效應仍然生效。

    那麼,量子糾纏是否打破了相對論所說的光速不可超越呢?

    事實上量子糾纏並沒有從真正意義上打破光速,因為糾纏粒子之間沒有傳遞有效資訊。關於這種現象,可以透過一個例子加以說明。

    假設有兩個完全一樣的不透明盒子,一個盒子中放了白貓,另一個盒子中放了黑貓,然後把兩個盒子分別放在可觀測宇宙邊緣的兩端。如果開啟其中一隻盒子,觀測到其中貓的顏色為白色,那麼,我們瞬間就能知道930億光年外的另一隻盒子中為黑貓。在此期間,有效資訊並沒有以超光速傳遞,所以與相對論不存在矛盾。

    因此,量子糾纏的超距作用並不能用於即時通訊。所謂的量子通訊其實是用量子糾纏效應來對資訊加密,而資訊傳播的載體仍然是電磁波,傳播速度還是光速,而非無限快。

  • 2 # 沒有詩也可以有遠方

    按照量子理論,縱使相隔900億光年,兩個糾纏量子之間依然會存在感應,只是不能夠傳遞資訊,因此,並不違反相對論光速不可超越。事實上,能夠超越光速的不只量子糾纏效應,宇宙本身空間的膨脹速度,還有基於大爆炸理論,星系與星系間遠離的速度都可能大於光速。

    量子糾纏確實弔詭,但是它恰恰是從量子疊加態和質能守恆推匯出的必然結論。當兩個量子產生糾纏後,我們是將他們作為一個整體來對待,在其中一個量子從疊加態坍縮後,基於質能守恆原則,我們就會知道另一個量子的對應狀態。

  • 3 # 七色慧

    先講量子糾纏的來龍

    在1935年美國一所高等學院的三個人提出了一種非常前衛的科學論斷,並在當年的五月發表在了權威月刊《物理評論》上,論文叫《物理實在的量子力學描述能否被認為是完備的》。這三人為愛因斯坦、波多爾斯基、羅森塔爾。

    論文中EPR佯謬定義了微觀世界的不完備性,原來的系統無法解釋的現象。之後大名鼎鼎的薛定諤出場了,定義了術語量子糾纏。

    不過一直沒有人深入研究量子糾纏的特性,因為最聰明的愛因斯坦曾經把量子糾纏比做為鬼魅般的超距作用。直到去世之前才留下一句詭異的話:真相就在自然深處,令後人是百思不解。

    再講經過

    就像電一樣,沒人真正知道它到底是什麼,但是已經普及應用了,量子糾纏同樣,中國墨子號在2017年實驗成功,在1200公里依靠量子糾纏的特性實現了通訊。

    920億光年是否可以實現量子糾纏這個還真不好說,在這麼遠的距離,中間到底會不會有什麼反量子糾纏的某種力量是不確定的,有量子糾纏就一定會有反量子糾纏,一陰一陽才謂之道。

    所以距離920億光年的量子糾纏到底會不會發生,可能要靠點運氣吧~

    題主可以醒醒了,先考慮怎麼送過去吧哈哈。

  • 4 # 使用者創維

    高階科學,無人能得知,根本就無答案。

    更要明白的是,有些理論只是某些人的猜測,到後來證明是假的。

    想想之前的輕功,特異功能,基因治病,生物克隆等等,又有哪個是永遠站住了腳的?別說是真的,現在提都極少提了!

    像今天這個問題,又有誰能知道呢?其理論存不存在也是個問號!對這個問題,假如有人回答出來說他知道會是怎麼樣,你願信就去信,反正我不信!

  • 5 # 北京得明

    科學,是探究真實的“學”,探究真實,離不開紮實的常識概念做基礎,這篇文章的提問,根本就是一個常識概念基礎錯亂,缺失的內容,是不成立的。僅此。

    希望作者好好學習天天向上,打好常識概念基礎,祝:進步,快樂。

    多說一句:人人都有探究真實的權利,但是,如果缺失常識概念基礎,那麼,你,就不具有相應的資質。你的所謂的探究,就是一個胡思亂想之說而已。

  • 6 # 時空通訊
    量子糾纏是物質微觀世界的一種奇異特性,其糾纏性質是超距的,沒有距離限制,因此即使在宇宙的兩端相距930億光年,也還是一樣儲存著這種性質。

    在量子力學裡,幾個粒子相互作用後,這些粒子就都擁有了整體性質。當把這些粒子分開時,它們會依然保持著這種性質,這就是量子糾纏。

    但這能說明什麼問題呢?你如果要使這種糾纏達到超距,就首先要自己能夠做到超距。現在你面前有一對糾纏著的粒子,你想證明它的糾纏能夠有930億光年,就必須把它送到930億光年遠的地方。誰去送?誰能夠送到?送到1光年遠的地方能行嗎?

    旅行者1號是目前人類飛得最遠的飛行器,在太空飛了40多年,才距離我們217億公里,要飛出1光年距離,還需要17000多年(每秒17公里,1光年9.46萬億公里)。如果讓它把那個糾纏態粒子帶到4.23光年的比鄰星,就要74000多年了。你的子子孫孫沒有窮盡的等下去,也未必能夠等到,因為誰能保證這七萬多年的時間會不會斷代呢?人類能不能延續70000年都難說呢。

    何況即使你送去了這個粒子又有什麼用呢?量子糾纏又不攜帶資訊,只不過我們知道這邊盒子裡裝的是左手套,那個走了7萬多年才到達比鄰星的粒子只是個右手套而已。

    儘管這種傳輸是瞬時不費時間的(既不是光速也不是引力波),但傳輸機制及其作用還沒有人能夠明白。

    量子力學不確定性原理認為,盒子裡的東西是一隻“薛定諤的貓”,不觀察可能處於不確定性,存在著生死兩茫茫兩種狀態的疊加態,但一觀察,就所謂“波函式坍縮”,疊加態消失。那麼兩邊的量子糾纏狀態哪一種是真的呢?經過觀測的粒子已經發生了改變,那麼哪邊是左手套哪邊是右手套呢?據說各有50%機率,這個有意義嗎。

    所以,量子糾纏只是量子態物質的一種特性,由於其不確定性及其觀測的“波函式坍縮”性,目前除了科學界宣稱對通訊加密有一定作用,其他方面尚沒有發現有什麼作用。

    事實上,量子力學描述的許多微觀世界特異性,我們不能以宏觀世界的常理來推斷。量子糾纏到底能夠為人類帶來什麼樣的啟示和作用,還有待深入研究。

  • 7 # 本能健康

    這個實驗不嚴謹的,目前的觀察方式,我們對時間的認知,在量子領域都會發生改變,所以說量子物理至今還沒有完善統一的理論體系

  • 8 # 科學探秘頻道

    只要這兩個糾纏態的粒子沒有超出我們的宇宙,不管這兩個糾纏態的粒子再哪裡,它們之間的糾纏態都會存在,二者之間仍然具有神奇般的鬼魅作用。一旦你操作其中一個粒子,另外一個粒子也會立馬發生變化。

    這就是量子糾纏的神奇之處,無視距離無視地域,好像二者之間有一種超時空般的連線一樣。當初愛因斯坦首次提出這種情況的時候,其也是大吃一驚,認為這種現象不可能存在。他直接斷言:“量子理論之所以會推匯出如此令人費解的物理現象,主要原因還是出在量子理論本身,因為量子理論本身應該是存在瑕疵的,並非完善的。上帝也不會擲骰子決定宇宙如何執行”。薛定諤看到了愛因斯坦的大作之後深受啟發,把這種量子現象定義為量子糾纏,當然他也是愛因斯坦的支持者。雖然他提出了量子理論最為基本的波函式方程,但是卻反對哥本哈根派對於其波函式的機率解釋,甚至他提出了薛定諤的貓,以此來反對量子理想的機率論解釋。鑑於愛因斯坦的影響力,科學家們也對量子糾纏持懷疑態度,直到貝爾不等式被驗證,科學界才徹底承認量子糾纏是最基本的物理事實,是客觀存在的一直物理學現象,儘管它聽起來有點匪夷所思超出常理。

    量子糾纏雖然神奇,但是卻是一種很脆弱的連線狀態。只要我們稍微擾動處於糾纏態的粒子它們就會立馬退出糾纏態,相干性消失。所以想要應用量子糾纏,需要在很多技術領域進行突破。而中國的科學家潘建偉院士,在量子糾纏領域的研究則走在了世界前列。其首次完成了18個自由度的量子態糾纏,而且還實現了星地距離的量子糾纏金鑰分發實驗,為量子糾纏的後續應用打下了基礎。

    儘管科學家們在量子糾纏領域取得了不菲的研究成果,但是想要把兩個糾纏態的粒子分散在宇宙的兩端,顯然還是十分困難的。因為這麼遠的距離,粒子在飛行過程中很容易受到干擾,只要一收到干擾,糾纏態立馬就會消失。所以這個實驗基本上就只能夠想想而已。

  • 9 # 星辰大海路上的種花家

    把糾纏粒子分別放在宇宙兩端邊緣,相距920億光年,還會影響嗎?

    在物理世界中,也許再也沒有比量子力學更讓科學家和公眾感到困惑了,除開量子力學的其他理論外單就量子糾纏這個鬼魅般的現象就足以讓人著迷,當然這個“鬼魅”般的超距作用也是愛因斯坦戲虐的!從量子糾纏的理論來看,距離並不是關鍵,無論是920億光年,還是9億光年,對於兩個疊加態的量子來說,距離不是問題!但也許有幾個比較好玩的可能性!

    一、什麼是量子糾纏

    量子糾纏的本質就是量子波動性疊加干涉現象,以光子為例,光子具有波粒二象性,建立量子糾纏態的過程就是對波動性加以干涉疊加的過程,糾纏態的雙光子或者多光子是無法區分左右和自旋反向的,但即使將其分開放置到任何相隔遙遠的位置,它們之間依然處於疊加態!不過這個疊加態卻無法用來傳遞資訊,因為一旦測量疊加態即直接坍縮!

    二、量子糾纏與空間距離無關?

    從量子力學的角度看,距離並不是糾纏態量子鬼魅般超距作用的限制,當然我們並沒有實驗機會,未來最多也只能在太陽系內做類似的實驗,不過幽靈成像也許給了我們完成遠超我們能觸及到的距離實驗!

    但這僅僅是在理論中,比如我們對著空曠的宇宙發射這樣的糾纏態的單光子,然後根據幽靈成像的原理來觀測是否還存在這種超距作用。

    另一種比較離奇的關於解釋量子糾纏的理論認為,也許糾纏的量子態的在高維空間中一直都以某種高維接觸的方式存在,它們從未分離過,只是在三維中的投影中表現出分離而已,當然這種猜測因我們對於高維空間不甚瞭解而無法證明,似乎從某個角度上解釋了部分原因,但又跑出了另一個更加嚴峻的問題!三、宇宙有多大?

    可能沒有人能回答這個問題,我們所說的無論是920億光年還是930億光年都是可觀測宇宙而已,那麼尚未觀測到的宇宙是多大也許我們永遠都不會知道,但科學家的實驗告訴我們宇宙可能是無限大的,因為從空間閉合空間來測量空間上的形成的角度幾乎與理論值相符,這個結果證明不是空間無限大就是接近無限大,因為我們無法測量出兩者之間的差異!

    總結

    量子力學出現已經將近百年,但在量子力學的很多領域我們只知其然而不知其所以然,透過現象瞭解其中的本質是科學家的事,我們只關心還要多久!難道還要再過百年?

  • 10 # 檸檬草的芬芳

    任何公式都有其定義域,數學中寫法比較規範。物理中基本都省略了,超過了定義域,符不符合原式都未知。如相對論速度公式,當超過了光速後,是否還能使用本式計算是猶未可知的。限定定義域比較難,因為要研究公式的極限問題,都已經超極限了,究竟會發生什麼,誰也說不準。研究極限需要研究其更深一層的內部機理。就像牛頓力學的萬有引力公式,距離無窮大時,引力無窮小,那相距920億光年的兩個物體還有引力嗎?這就要研究引力產生的內部機理了,如果這兩個物體的場已經被分隔很遠了,不會產生作用,自然就沒有引力。如果引力場在宇宙都是均勻分佈的的,不會斷連,那就會沿著場路逐漸將引力作用傳導過來,即使以光速傳遞,920億光年也幾乎傳遞不過來了,傳遞中途就被磨合,損耗,破壞掉了。 凡物理定律皆有其定義域,但涉及極限問題,不知其結果,遂皆不作定義域,但當討論其極限問題時,如超光速問題,一般就會出現眾多的分歧答案了或者直接說所需能量無限,不可能超光速的,以此作答。

  • 11 # 在下謅沒學問

    920億光年,這個距離好特別半徑460億光年,930億光年是可觀測宇宙的直徑,我們地球位於中心。而在可觀測宇宙之外,那就是不可觀測宇宙,知道的人真不多哈。

    需要強調一點的是,可觀測宇宙不是整個宇宙,不然的話,這會被有些人誤認為是“地心說”。以地球為中心,那些自從138億年前宇宙誕生以來發出的光能夠傳播到地球上的天體,它們現在與地球的最遠距離是465億光年。那麼問題就是量子糾纏是否是可以跨越整個宇宙而不受時空影響的,我覺得是的,這個就是對量子糾纏的定義(以兩顆向相反方向移動但速率相同的電子為例,即使一顆行至太陽邊,一顆行至冥王星邊,在如此遙遠的距離下,它們仍保有關聯性(correlation);亦即當其中一顆被操作(例如量子測量)而狀態發生變化,另一顆也會即時發生相應的狀態變化。如此現象導致了鬼魅似的超距作用之猜疑,彷彿兩顆電子擁有超光速的秘密通訊一般,似與狹義相對論中所謂的定域性原理相違背。這也是當初阿爾伯特·愛因斯坦與同僚玻理斯·波多斯基、納森·羅森於1935年提出的EPR佯謬來質疑量子力學完備性的理由。),我可以多和你說一些,其實這種量子糾纏像這種超距作用一樣的操作,其實在研究它的時候也算同樣在研究宇宙的演化了,就像我所堅信的暴漲模型一樣,如果130億年內擴張這麼大,它的原材料宇宙構成物質或者動力又是什麼,其實與這種糾纏的解釋息息相關,我其他回答也有相關可以有興趣看下,也可以找我討論,嘻嘻嘻~

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