量子间的神奇现象,困扰物理界已久,爱因斯坦也无法解释

 新闻资讯     |      2020-06-06 10:20

“遇事不决,量子力学”是网友调侃量子力学的玩笑话,从这句话就可以看出来,很多人对量子力学抱着一个怀疑的态度,因为在量子力学的相关知识中,总是会出现一些我们当前无法解释的难题,甚至会被上升到哲学的高度,例如,量子的“叠加态”就允许一个量子同时具备两种形态同时存在,叠加的状态会引发“量子纠缠”产生更多神奇的现象。

前文中我们也提到了,很多人都对量子力学表示怀疑,其实不止是我们,就连量子力学刚刚兴起时,一众科学家都表示怀疑和疑惑,但是经过了这么多年的研究,量子力学的相关知识已经十分的严谨,就算我们不明白量子纠缠的原理,也不妨碍我们把这个现象利用在前沿科技领域,比如先进的量子计算机,就是利用了量子的特点。

我们知道,宇宙中的万物都是由基本粒子组成的,量子和粒子又有什么关系呢?量子是普朗克提出的“一个物理量存在的最小不可分割状态”,而粒子是最小的物质组成部分,两者之间是有很大区别的,我们今天只讨论“量子”之间发生的一些现象。

在1935年,爱因斯坦和其余两位物理学家,针对量子之间的的特性发表了一篇论文,试图利用一个思维实验来描述量子力学的不完整性,这个思维实验被称为“EPR佯谬”也被称为“EPR悖论”,这个实验提出的主要目的,就是针对量子力学的不确定性认为量子力学是一门不完善的学科,我们暂且不讨论这个实验的具体内容,只来说一下这个实验带来的影响。

在当时,量子力学还没有现在完善,只是一种新提出的物理理论,并且量子力学和其他物理理论有很大的不同,我们没办法准确的观察研究这些量子的状态,爱因斯坦在论文中就提到,两个暂时解除影响后的量子,在分开后仍然可以相互影响,但是我们无法针对这个要素提供一个准确的“量”,所以他认为量子力学是不完善的,这篇论文在论述了量子力学的不完善性后,没有再次深。

薛定谔在看过了这篇论文后,敏锐的察觉到了关键的要素并不是量子力学的不完善,而是量子之间在分开后仍然可以相互影响的这个特性,他针对这个现象进行了相对深入的研究,首次提出了“量子纠缠”这个概念,并且确定了这个现象的名字“量子纠缠”,他指出量子纠缠就是量子的特征之一,自此“量子纠缠”这个现象让无数感兴趣的科学家对它又爱又恨,因为这个现象十分神奇,如果弄清楚原理就是一个重大发现,但是这么多年过去,我们对量子纠缠的还是一知半解。

薛定谔在提出了这个概念后,和爱因斯坦一样,都对量子力学的不完备性十分不满意,用我们现有的知识去理解解释量子纠缠,有很大的局限性,首先我们认为光速是宇宙中的第一速度,很难超越,磁力引力的速度都和光速相同,但是量子纠缠的活动速度要远远超过光速,忽视了时间和距离的影响,是一种“超远距离距离的瞬间作用”,爱因斯坦针对这个现象形容量子纠缠就像是“鬼魂”,可以看出来薛定谔和爱因斯坦都无法解决量子纠缠的难题。

我们国家在量子纠缠领域的研究是全世界靠前的,主要就是依靠量子科学实验卫星——墨子号,也正是这颗卫星实现了1200公里级别的量子纠缠实验,证明了超远距离下量子纠缠这个特性仍然存在。

那么为什么会出现量子纠缠现象呢?目前科学家也没办法给我们一个很好的解释,只能推测或许和宇宙中不可观察的“暗物质”有关,在宇宙中存在很多人类目前无法观察和研究的“暗物质”和“暗能量”,虽然我们人类观察不到,但是宇宙中大面积的存在暗物质,宇宙中的虚无地带就是暗物质在支撑,同时宇宙膨胀的能量也是暗能量提供的。

可能就是暗物质给量子纠缠提供了介质,当然,这只是一种推论,就和爱因斯坦说的一样,我们目前对量子力学的了解还不够完备,需要更多的研究和实验来一步步完善量子力学的基础,让量子力学成为真正完备的物理学科,不再只是停留在“理论阶段”。

尊敬的读者,你认为人类在未来可以解决“量子纠缠”的难题吗?欢迎在下方留言,也可以关注我,每天都有不一样的科学趣闻。