为什么会有量子纠缠现象？纠缠的本质到底是什么？

发布者：窈窕美男 2023-4-11 22:21

量子纠缠是量子世界的常见现象。从我们宏观世界的方式来看，量子纠缠非常诡异，能实现“瞬间传输”，被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”！

所以，如果你不能理解量子纠缠现象，不要紧，连爱因斯坦都不能理解（或者说不愿意接受哥本哈根派的诠释）。不过随着量子力学的发展，人们对量子力学和量子纠缠的认知也在一步步前进。

那么，为什么会出现量子纠缠现象呢？两个微观粒子为什么会发生纠缠呢？

首先，量子纠缠是微观粒子间的一种特殊物理现象，这种现象确实存在，已经被实验观测所证实。

很多人不能接受量子纠缠，其实有以下几个原因：

一、量子纠缠这个名字起得不好

这个名字不能真正表达这个微观粒子之间现象的本质。纠缠一词，弄得好像粒子之间会有意识，有感应一样。不明白，当初物理学家为什么要给这个现象起了这么个名字。

二、量子力学小白

这就没什么可说的了，对量子力学完全不懂的人，而量子力学又没有经典的经验可以与之相对应，我们怎么解释也都是没有用的。

三、科普人的“误导”

其实这也是无心之过。科普

本身就是为了要用通俗的语言把一件不好理解的事情说明白，而科学是严谨的，需要用数学语言进行精确描述。这样科普为了能让吃瓜群众好理解，必然失去科学的严谨性。

那么究竟什么是量子纠缠呢？

首先我们需要了解什么是量子。

那些普朗克常数能发挥明显作用的现象叫做量子现象，这些具有量子现象的微观粒子都可以看作是量子。所以量子不是某种粒子的称呼，而是具有量子现象的微观粒子的统称。

其次我们需要明白，微观粒子具有波粒二象性。

这个性质毫无疑问已经被大量的实验观测所证实。微观粒子跟我们宏观经验世界的物质不同，它们既是物质又是波，不是我们看到过的任何东西。

第三，全同粒子。

这是量子力学里面对同一类粒子的定义，比如所有的电子是全同粒子；所有的中子是全同粒子；所有的质子是全同粒子。

第四，全同粒子有一个特性叫做叠加态原理。什么意思呢，就是说，微观粒子我们不能把它们看作质点，它们的状态只能用波函数来描述。两个粒子的波函数是可以叠加的，道理就跟声波水波的叠加是一样的。

当两个全同粒子形成叠加态的时候，我们无法区分它们是哪个粒子。这个特性也来自波粒二象性。所谓的量子纠缠就是形成叠加态的两个全同粒子的状态。

由于波函数可以覆盖很广的区域，也就是说，即使距离几十公里，甚至是几光年以外，两个全同粒子也是有可能进入叠加态的。

就简单写到这里吧，由于不是写教程所以没有使用任何公式，难免也不够严谨，但是作为科普应该是够了。您需要记住一点，量子纠缠的关键点不是什么有意识参与，而是叠加态原理。

阿尔伯特·爱因斯坦 数学

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