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为什么宏观世界没有量子纠缠、波粒二象性和量子隧穿效应呢

时间: 2023-04-14 23:02:37 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 101次

为什么宏观世界没有量子纠缠、波粒二象性和量子隧穿效应呢

波粒二象性和量子纠缠有什么关系

量子纠缠的根本原因,还是在于 波粒二象性 ,因为处在纠缠态的粒子们成为了一个整体,而这个整体具有 波粒二象性 ,接着局部每个粒子的变化,都要服从整体上波的变化,而如果测量任意一个局部粒子,都会让整体上的波产生变化,即 波函数坍缩 ,最后其它局部粒子都要一起协同变化,即呈现量子纠缠。 事实上,万事万物从微观到宏观,都具有波粒二象性,那么量子纠缠,就会在跨越广域的距离上,产生广泛的、根本性的相互影响。

物理学家——海森堡(Heisenberg),提出的不确定性原理(Uncertainty Principle)指出,无法同时精确地获得粒子的位置和动量,用不等式来表达就是,∆x * ∆p ≥ h / 4π ,其中:

∆x是位置变化量(粒子位置的不确定性),

∆p是动量变化量(粒子速度的不确定性 * 粒子质量),

h是普朗克常数(大致等于6.6×10^-34焦·秒)。

这个不等式的内涵就在于,位置变化与动量变化的乘积是一个常数。这就意味着,位置变化与动量变化是此消彼长的关系,即:位置变化越小,动量变化就越大,动量变化越小,位置变化就越大。

显然,变化区间越大就越不确定,变化区间越小自然就越确定。所以,体现出的就是位置和动量无法同时精确获得。

也就是说,知道粒子的位置,就不知道它的速度——可能是任意速度;知道粒子的速度,就不知道它的位置——可能在任意位置,甚至是同时在全宇宙。

宇宙是一个整体的惯性系,为什么会有量子纠缠现象?

量子纠缠到底是怎么一回事?首先可以肯定我们的宏观世界是不会出现量子纠缠现象的。简单来说,你平时用肉眼能看见,用手能感受到的世界里是没有量子纠缠的。这种现象只会出现在分子级别以下的微观世界里。


人们往往听得最多的微观粒子是电子和光子,你听说最多的量子纠缠或许也就是电子纠缠和光子纠缠了。其实量子纠缠的尺度可以更大,甚至在分子尺度也可以出现量子纠缠现象,比如巴克明斯特富勒烯!

量子纠缠简单来说就是,本来有个微观粒子,这个微观粒子被某种手段一分为二了,于是就是产生两个相反方向运动的粒子。就好像是一个娘胎出来的双胞胎,即便出生以后,各自去不同的地方工作生活,他们之间依旧会产生“心灵作用”般的感应。


实验室中最常见制备量子纠缠的方式就是衰变零自旋中性π介子,原本中性π介子衰变后会变成一个(带负电)电子和一个正电子,电子和正电子互为反物质!它们会朝着相反的方向运动,如果不去测量它们,那么这个电子和正电子的共同会形成零自旋的纠缠状态。如果观测其中一个粒子,比如电子,那么它们之间的纠缠态就会确定,导致电子和正电子都有了相反状态的自旋。如果观测电子的自旋为下,那么与之纠缠的正电子自旋必为上。

其实量子纠缠很神奇,但是仔细一想就会有种“茅塞顿开”的错觉。继续以π介子为例,纠缠的两个粒子在分开以前,就是耦合在一起π介子,它不向上也不向下自旋,它的自旋为零。同时π介子即不带正电也不带负电,它是电中性的。而π介子衰变成正电子和电子后,电中性被“分裂”成带分别带正负电的两个纠缠粒子,零自旋“分裂”成测量后相反方向自旋的两个纠缠粒子。


曾经有科学家提出假设,纠缠粒子依旧是同一个粒子,只不过它们处于不同的宇宙罢了。但是多世界诠释没有得到科学界的响应!

量子力学里宏观物体为什么不能有明显的量子效应?在观察这个宏观物体时,每一个微观粒子的波函数都坍缩吗

量子力学里宏观物体为什么不能有明显的量子效应?在观察这个宏观物体时,每一个微观粒子的波函数都坍缩吗?

这是量子力学的一个问题,对于这个问题有很多种解释。目前仍有不同的派系,各自支持各自的观点。

个人比较支持多宇宙论。

先来解释下多宇宙的宇宙模型,大家就知道宏观物体的是怎么一回事了。

多宇宙也是平行宇宙相信大家也有所了解了,观测一次宇宙就复制一次,这种解释太过于荒谬。也是很多人不能理解平行宇宙的原因。而事实上,它没有很难理解。

平行宇宙一直都是人们很讨厌的东西,观测一次就复制一个宇宙,这种说法太过荒谬。

但平行宇宙其实并不难理解,宇宙其实只有一个,但它比我们观测的三维宇宙还多一个维度。在这个四维空间里,没有粒子,只有波与能量。


但当人们观测这个波宇宙的时候,你能观测到的波就立刻塌缩(这里用塌缩不合适,其实它没有被影响,也没有塌缩,我只是不知道该用什么词)成粒子,这些粒子组成我们所熟知的宏观世界。


而事实上我们认识的宇宙并不全面,宇宙并不是粒子态的,而是概率波,如薛定谔的猫一样生死叠加态。


也就是说薛定谔的猫其实一直都处于生死叠加态。它并没有死,只观察者认为它死了而已。

这么说可能难以理解。

打个比方,路边有一辆车,时速120公里。我们可以得到他的速度V,你观测了它,但事实上你并没有影响它。但当你在另一辆车上,时速也是120公里,你可以得到这辆车的速度为0,相对静止。这辆车同时存在时速120公里与时速0的两种状态。不同的只是因为参考系的不同。

薛定谔的猫也是一样道理,这个世界本来就是叠加态的,只是因为借我们自己的思维为一个参考系,在这个参考系下,这只猫是死或者生。

平行宇宙,其实就是一个世界在不同参考系下的不同粒子态的结果。

延时选择实验,你可以去看下,它似乎证明了历史是可以被改变的。

所以爱因斯坦提出了个祖母谬论。

事实上延时选择实验并没有改变历史,他只是选择以不同地方式去观察这个波宇宙。

所以波宇宙只有一个,而三维宇宙只是这个波宇宙其中一个维度。

平行宇宙只是波宇宙在你眼中的一种表观形式而已

这是量子理论现在争议最大的焦点。最具代表性的悖论就是那只“薛定谔的猫”。

量子力学不能用在宏观世界是因为光速的原因还是其他的?

另外,量子力学证明这个世界是假的吗?
和光速无关,虽然还没有自洽的相对论-量子力学理论(弦理论除外,不过还没有被证实)
原则上量子力学可以用在宏观,但是一般情况下宏观的量子效应太微不足道了,用目前最精密的仪器也十分勉强。还有一种情况是宏观尺度作用太复杂,干扰太严重很容易破坏较大尺度的量子系统,所以正常情况下不需要考虑量子力学(但不是说量子力学不正确)
极低温下(干扰小)的宏观系统就会发生显著的宏观量子效应,像超导、超流、玻色-爱因斯坦凝聚、量子霍尔效应、宏观/介观薛定谔猫态……

量子力学确实证明了世界和过去理解的不太一样(像纠缠态),但是貌似还没有假的那么严重
量子力学不是不能应用于宏观,而是人类没有能力把它应用于宏观,计算量是不可实现的。
文章标题: 为什么宏观世界没有量子纠缠、波粒二象性和量子隧穿效应呢
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文章标签:量子  宏观世界  纠缠  效应  波粒二象性
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