今年诺贝尔奖量子纠缠证明了什么 (2022年诺贝尔奖量子纠缠证明什么)

写一期诺贝尔物理学奖的科普吧,其实本来是不写物理学的,但是今年的物理学颁给了量子纠缠,和我化学的方向有一点点相似(亿点点不同,只沾了一个Quantum),所以我还是打算探讨一下的。

​首先提到量子纠缠,我可以举一个很简单的例子,我记得小时候说过一个人故事,双胞胎A和双胞胎B之间只要有一个人受伤,另一个人就会很疼,这个现象我不知道有没有,但是这可以粗浅的解释纠缠态,那什么是纠缠态呢?就是两个之间存在某种必然联系,在不含隐含变量的条件下纠缠在一起,这样的解释并不是定义,但是可以更形象理解一点。

​这个词的来历也很有趣,爱因斯坦和哥本哈根学派进行了一场捍卫之战,哥本哈根学派提出了一种让爱因斯坦永远无法接受的理论,就是违反现实性,现实性是什么呢?你看向我的时候,我在,你没看向我的时候,我不在,不严谨的说就是这样,很明显,我们无法理解这种情况,爱因斯坦也无法理解,于是薛定谔开始站队,他站在了爱因斯坦的一边,提出来一个极具讽刺的学说“薛定谔的猫”。

​关于薛定谔的猫不再赘述,实质上就是你看向这只猫的时候它是白猫,你没看向的时候可能是是黑猫,或者你看着它的时候是活猫,没看它的时候是一只死猫。当然这种情况我们无法理解,于是爱因斯坦提出,那我们做个实验吧,EPR理论应运而生,这里面涉及的就是量子纠缠。

​我们同时拿出两个自旋角动量Ms=+1/2的电子,此时两者自旋必然相同方向,即量子纠缠。现在我和你站在相距大于爱因斯坦相对论提出的光在某刻内运动的距离,比如我和你相距≥1光年,那么此时我发现我的自旋为上,那我就一定可以猜到你的自旋为上,那这必然跨越光速c,此时直接*翻推**爱因斯坦的相对论,那难道我爱因斯坦的相对论不正确吗?你在质疑我?[1]原文:《物理实在的量子力学描述能否被认为是完备的?》——爱因斯坦等

​玻尔此时很委屈,我没有质疑你的相对论呀,虽然传递了信息,但是没有信息的影响,我依然没有违背相对论,两个学派之间开始激烈的争斗……

​我看过一本书,名字叫《上帝掷*子骰**吗?》,爱因斯坦认为上帝是不掷*子骰**的,即具备现实性,而哥本哈根学派则认为上帝是掷*子骰**的,包括测不准原理等等。

​这里面提到证明,我们要提到一个贝尔不等式,贝尔不等式是很复杂的,我们没必要了解,我们只要知道这个不等式干了什么,爱因斯坦认为之所以会出现已知结果A出现结果B的情况,是因为存在隐藏剧本,也就是某一个命令让他们产生所谓的纠缠,实际上是不存在的,这就是爱因斯坦的局域现实学说和哥本哈根学派的纠缠叠加学说。

​贝尔不等式可以证明或者证伪是否存在这种“隐藏剧本”,如果存在,则爱因斯坦正确,如果不存在,则哥本哈根学派正确。

​这次的诺贝尔物理学奖颁布给了用实验,注意了,是实验得到了贝尔不等式的结果,证明了量子纠缠存在,哥本哈根学派战胜了爱因斯坦,这个实验很难做,涉及了两个纠缠态的光子,通过对方向的必然确定和穿过一定倾斜角的通过片概率的不确定,最终得到一个概率,这个概率的大小证明了哥本哈根学派的正确。

​总之,这次的物理学奖其实很浪漫,量子纠缠的存在,其实证明了——

​“只要我在,你必然因我快乐。”