量子极值面有什么意义,怎样科学的理解量子纠缠现象?

史上最怪量子极值面有什么意义、最不合理、最疯狂、最荒谬的量子力学预测便是“量子纠缠”。量子纠缠是一种理论性的预测,它是从量子力学的方程式中得来的。如果两个粒子的距离够近,它们可以变成纠缠状态而使某些性质连接。出乎意料的是,量子力学表明,即便你将这两个粒子分开,让它们以反方向运动,它们依旧无法摆脱纠缠态。

要了解量子纠缠有多么怪异,我们可以拿电子的“自旋”作例子。电子的自旋与陀螺不同,其状态总是游移不定的,直到你观测它的那一刻才能决定。当你观测它时,就会发现它不是顺时针转就是逆时针转。假设有两个互相纠缠的电子对,当其中一个顺时针转时,另一个就逆时针转,反之亦然。不过奇怪之处是它们并没有真正连接在一起。对量子理论坚信不疑的波尔和他的同事们相信,量子纠缠可以预测相隔甚远的电子对的状态,即便它们一个在地球,一个在月球,没有传输线相连,如果你在某个时刻观测到其中一个电子在顺时针旋转,那么另一个在同一时刻必定是在逆时针旋转。换句话说,如果你对其中一个粒子进行观测,那么你不止是影响了它,你的观测也同时影响了它所纠缠的伙伴,而且这与两个粒子间的距离无关。两个粒子的这种怪异的远距离连接,爱因斯坦称之为“鬼魅般的超距作用”。

量子纠缠的神奇之处就在于,当你对其中一个粒子测量时,也会影响到另一个粒子的状态,尽管二者之间没有作用力、滑轮或电话线之类的东西相连,没有任何方法可以彼此沟通。这真是诡异至极啊!

爱因斯坦无法相信纠缠会如此运作,于是他说服自己:出错的是数学,而不是现实。他赞同纠缠态的粒子是存在的,但他认为有更简单的方式可以解释为什么它们彼此连接,而不必涉及神秘的超距作用。他坚信一对纠缠态的粒子更像是一双手套。想象把一双手套分开放置于两只箱子中,然后一只箱子交给你保管,另一只箱子则放置于南极洲,在你开箱以前就知道箱子里放着左手或右手的手套。然后你打开箱子,如果看见左手的手套,在这瞬间,就算没人看过南极洲的箱子,你也能够知道那里装的是右手的手套。这一点也不神秘,你打开箱子,显然不会影响到另一只箱子里的手套。你身边的这只箱子装着左手的手套,而南极洲的那只箱子则装着右手的手套,这是在当初分装时就已决定了的。爱因斯坦相信,所谓的纠缠态只不过如此而已,电子的一切状态在它们彼此分离的时候就已经决定了。

量子力学对于波粒二象性理论,在解决问题的时候,什么时候用波合适,什么时候用粒子恰当,如何能较好地使用波粒二象性理论,1927年。玻尔提出了互补原理,有时又译为并协原理。互补原理。即两者互相补充,不可偏废。

量子极值面有什么意义,怎样科学的理解量子纠缠现象?

量子极值面有什么意义,怎样科学的理解量子纠缠现象?

玻尔互补原理的两点主要思想:

1.用波、粒子同时描述问题时是互斥的

玻尔的互补原理首先来自对波粒两象性的看法。玻尔认为,既然光和粒子都有波粒两象性,而波性和粒子性又决不会在同一测量中同时出现,那么,波和粒子这两种(经典的)概念在描述微观现象时就是互斥的;

2.用波、粒二象性解释实验时不直接冲突,但又都不可缺少,两者互补

既然波和粒子这两种形象不能同时存在,它们就不会在同一实验中直接冲突。但这两种概念在描述微观现象、解释实验时又都是不可缺少的;企图扔掉哪一个都不行,在这种意义上它们就是“互补的”,或“并协的”。

互补原理的概括叙述——一些经典概念的应用不可避免地将排除另一些经典概念的应用,而这“另一些经典概念”在另一些条件下又是描述现象所不可缺少的;必须而且只需将所有这些既互斥、又互补的概念汇集在一起,才能而且定能形成现象的详尽无遗的描述。

玻尔为了阐明他提出的互补原理,经常举抛掷银币这个简单易懂的例子,银币有正、反两面,在抛掷落下后,任意时刻我们只能看到其中一面,不能同时看到两个面,而只有当银币正、反两面都被看到后,才能说我们对这个银币有了较完整的认识。拍银币照片,某次只能拍(用)其一面,不可能用两面。

后来,玻尔以阴阳太极图(见图)作为哥派的族徽,上面写有拉丁语“对立即互补”,以标示这貌似简单、实为诡秘的互补原理。看来,玻尔对来自东方的神秘理论,中国太极图的阴阳相生相克理论也有着深深的兴趣。

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2022-06-09

2022-06-09