 薛定谔了么
2024-09-02 17:43:35
我们先来看一个科普中经常会出现的【错】的例子——手套。
这个例子是这样的：一对纠缠粒子就是一对手套，然后我把左手套放进一个盒子，右手套放进另一只盒子，然后把两只盒子在空间上分得很开。这时候我只打开其中一个盒子，发现里面是左手，就会知道另一边肯定是右手。
很多科普会用这个打比方，说这个就是纠缠态。
这个时候大部分正常人都会觉得：这么简单？手套一左一右，这傻子也知道啊还要量子力学教我？
实际上如果用量子力学来看这个例子，我们看到的世界应该是这样的。
我有一对手套，我知道其中肯定有一只是左手，另一只是右手。可是对于其中的一只手套来讲，它究竟是左手还是右手，我不知道，手套自己也不知道，no one really knows.
现在我把这两只手套分别放进两个盒子里。每一个盒子里，都有了一只变化莫测的手套，它既是一只左手套，也是一只右手套。
你只要闭上眼睛不看这个手套，这个手套就永远在摇摆，永远在左右为难。
你只有睁开眼睛看了，这个手套才会确定自己究竟是左是右。
这个听起来就非常玄学了——但这就是量子力学的世界观，一种概率性的世界，一种不确定的世界。粒子不是我们想象中处于某个位置的一个微粒，而是一个概率波，而当观测发生时，波函数才会塌缩到一个确定的态。
量子力学为什么敢这么讲，是有实验依据的，就是大名鼎鼎的杨氏双缝干涉实验。每次发出一个光子，让它经过有两条缝的挡板，在挡板后面探测光子会落在哪里。按理说这个光子肯定是从缝里穿过去的，不是从左走，就是从右边走，所以你应该看到光子聚集在两个地方，形成两条明亮的条纹。但是，实验结果显示你会看到的是明暗交替的很多条干涉条纹，不止两条。
这个结果说明每一个光子，它都是既从左边走，也从右边走，同时从两边经过。
这个状态就是叠加态。一个量子态就是一个概率波，波函数处于多个态的叠加态上。敲黑板，叠加态不是量子纠缠，叠加态描述的是一个粒子，同时处在多个状态上。而纠缠态至少要两个事物。
薛定谔的猫又死又活，就是一种叠加态。
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