爱因斯坦的狭义相对论认为,宇宙中所有物质和信息的运动和传播速度都不能超过光速。
但这和量子力学之间又有什么关系呢?
我们先来了解下量子力学中粒子的一个特性,量子纠缠。
首先我们要知道量子力学里的“不确定性”。
在量子力学里,所有粒子的状态都是不确定的,这个粒子可能处在任意一状态,只有你去观察这个粒子,它的状态才可以被确定下来。
这种不确定性关系,就好比我们转硬币的时候,在硬币没有停下来的那一刻,它可能是正面,可能是反面,也可能是立在中间。
那么什么是量子纠缠?
量子纠缠是量子力学里最古怪诡异的东西。
量子纠缠是两个在同一事件中被创造出来量子粒子,它们之间的命运相互交织在一起,有一种极为特殊的,难以置信的亲密关联的关系。
这种亲密关系使得这两个量子粒子可以跨越时空彼此联系,测量或观察其中一个,就会立即影响到它远方的另一个伙伴。
上面那句话什么意思呢?
为了便于理解,我们还是以宏观中的旋转硬币为例子。
我们当那两个同一事件中被创造出来两个量子粒子是两枚旋转的硬币A和B,它们分别在两个盒子上面旋转,然后A和B被彼此分离到不同的地方。
同一件中被创造,彼此分开到不同地方
因为它们是同一事件中被创造出来的,所以它们就是纠缠的,也是就是说这两枚硬币之间存在着一种特殊的紧密联系。
这两枚硬币到底是哪面朝上我们不清楚,也就是“不确定”,除非我我们把它停下来,也就是去观察。
但是纠缠使得两枚硬币的结果变得更加离奇。
当我们停止A硬币时,A硬币处在正面。因为A和B之间通过纠缠联系着,所以B硬币将同时变成反面。
两枚硬币的不同结果就是关键的一点。虽然我们在观察前无法预测到A硬币的结果,但我们知道A和B硬币的结果永远是相反的。
这就是量子力学里最诡异的一件事,量子粒子可以跨越时空彼此联系交织,测量其中一个粒子的状态,就会立即揭示另一个粒子的状态,即使将一个粒子放在地球,另一个粒子放在银河系外,它们也依旧保持着这种联系,也能瞬间影响另一个粒子的结果,空间对于它们来说仿佛根本不存在。
就好像这两个粒子在跨越时空秘密交流,瞬间通信。
这也就是爱因斯坦抗拒的地方,他拒绝相信这种超光速的,瞬间的通信,他的狭义相对论认为,宇宙中所有物质和信息的运动和传播速度都不能超过光速。
这个现象让爱因斯坦困惑不已,他将这种现象称为“幽灵般的超距作用”,他认为这违反了宇宙中的定律,是证明量子力学不完备的关键。即使在爱因斯坦死前,他依旧坚信,量子力学充其量只能对现实世界提供不完整的描述。
甚至目前还没有合理的解释来说明两个粒子之间的纠缠是如何运作的,但是摆在我们面前的事实:显然这个世界就是这么运作的。
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