量子世界的奇特規(guī)則
這個比賽似乎有點奇怪,對吧?但在量子世界里,這種情況是司空見慣的。
量子力學是我們理解微觀世界(比如電子和光子)的主要工具。然而,量子世界遵循的規(guī)則與我們?nèi)粘I钪械慕?jīng)驗截然不同。
例如,一個粒子可以同時存在于多個位置,這就像你在賽跑比賽中同時在起點線和終點線。這種現(xiàn)象被稱為"疊加態(tài)",是量子力學的一個基本概念。
另一個奇特的現(xiàn)象是量子糾纏,當兩個粒子糾纏在一起時,無論它們之間的距離有多遠,改變其中一個粒子的狀態(tài),另一個粒子的狀態(tài)也會立刻改變。
這就像你和你的朋友在賽跑中始終保持同樣的步伐,即使你們相隔幾千公里。
觀察者和被觀察者:誰決定了現(xiàn)實?
讓我們回到賽跑比賽的例子。在這個比賽中,你不僅是參賽者,也是裁判。這就像在量子世界里,觀察者(或測量者)決定了粒子的狀態(tài)。
在量子力學中,物理屬性(如粒子的位置)在被測量之前并不存在。換句話說,直到你作為裁判確定自己是否跨過終點線,你才真正到達那里。
然而,這個比賽還有一個更奇特的規(guī)則:你作為裁判的觀察也會影響比賽的結果。
例如,如果你選擇觀察你是否已經(jīng)跨過終點線,那么你就已經(jīng)到達那里了。如果你選擇觀察你是否還在比賽中,那么你就還在比賽中。
在某種程度上,你是在創(chuàng)造自己的現(xiàn)實。這與量子力學中的“疊加狀態(tài)”相似,在這種狀態(tài)下,一個粒子可以同時處于多個狀態(tài),直到被觀察或測量。
1、當某人觀察到一個事件發(fā)生,那么這個事件真的發(fā)生了。
2、我們可以做出自由的選擇,或者至少可以做出統(tǒng)計上的隨機選擇。
3、在一個地方做出的選擇不能立即影響到遠處的事件(物理學家稱這種現(xiàn)象為“局部性”)。
然而,這項在《自然物理》上發(fā)表的研究發(fā)現(xiàn),這三個觀點不能同時成立,除非量子力學在某個層面上出現(xiàn)崩潰。
這個新的量子悖論基于Eugene Wigner在1961年提出的思想實驗,這個實驗被稱為“Wigner的朋友悖論”。
然而,小明的好朋友小紅正在實驗室外面。小紅不能直接看到小明正在實驗室里做什么,但她可以用量子力學的理論去描述小明和粒子的狀態(tài)。
小紅發(fā)現(xiàn),根據(jù)量子力學,小明測量粒子并沒有讓粒子的狀態(tài)變得確定。相反,從她的角度看,小明和粒子現(xiàn)在變得糾纏在一起,都處在不確定的狀態(tài)。




