宇宙的“热死亡”(3)

2020-06-06 15:02 3645 移动版

  大体来说,在人们进行观察之前,量子物体似乎处于是似而非的状态。例如旋转的量子特性可以被认为是两个值之前的某一个,也就是“向上”或者“向下”。除非你确定了物体,例如电子的旋转特性,否则这个物体似乎同时具有这两种值,在某个瞬间随机选择表现出其中某一种。

  这种模糊性甚至能够从一个量子物体延伸到另一个。如果两个电子同时出生,那么测量其中一个似乎会即刻改变另一个的状态,不管它们相隔多远,几米、几千米还是几光年。爱因斯坦并不是这种“纠缠理论”的支持者,他将其描述为“鬼魅般的超距离作用”。

  用计算来说话

  然而,从数学的角度看这些都不是问题。量子物理学显示,一个量子系统,无论是单个电子还是一对纠缠电子,它们都可以用“波动函数”来描述,后者包含这个系统里所有可能特性,例如旋转的信息。就像掷骰子一样,当你测量时,你无法确定将会出现波动函数的哪一个方面。但是通过利用一种灵活的数学技巧,也即将波动函数开方,计算不同方面的波动函数出现的概率就变为可能。

  这种技巧使得我们能够发展模糊量子基础的技术,从激光到计算机,太阳能电池甚至是核反应堆。但现在面临的问题是,这意味着什么?在测量之前,一个电子真的只是概率的集合?就像波动函数暗示的,它既什么都是,也什么都不是?它怎么知道量子纠缠里的另一个伴侣此时在遥远的星系里做什么?