试读李政道的遗言
朱清时
什么是量子纠缠?
量子纠缠不需要传递信息。否则在测得电子自旋向上之后,若要把这个信息传给正电子才能使它选择自旋向下,就需要在两个粒子之间有着某种比光速更快的方式相互通信。这与狭义相对论禁止超光速通信冲突。
量子纠缠并不神秘,只要有量子力学的测量原理和叠加原理,就一定会出现纠缠现象。
量子力学的叠加原理说:如果一个体系有两个可能的状态,那么它们的任何线性叠加也是这个体系的可能状态。
对于只有一个粒子的体系,叠加原理容易理解。对于包含多个粒子的体系,叠加原理会产生纠缠现象(参考袁岚峰著《量子信息简话》,中国科技大学出版社,2021)。
举例来说,如果一朵玫瑰有红色和白色两个基本状态,那么两朵玫瑰就有2x2=4个基本状态:A、B都红(红红);A、B都白(白白);A红B白(红白);A白B红(白红),并且这四个状态的任何线性叠加也是这个体系可以取到的状态。
考虑“红红”和“白白”这两个状态的权重相等的叠加态,用狄拉克符号表示,就是l红红)+l白白)/ √2。依照量子力学的测量原理对这个态进行测量,结果就会是:对于玫瑰A,有一半的几率发现它是红色,一半的概率发现它是白色;对于玫瑰B,结果也同样。而且惊人的是:如果发现A是红玫瑰,那么B也是红玫瑰;如果发现A是白玫瑰,那么B也是白玫瑰。
由此可见,虽然各个粒子的测量结果各自都是随机的,但是这些随机数之间存在关联,出现了纠缠现象。
如果我们有两颗处于量子纠缠状态的粒子,它们一颗绿色,一颗红色,且某一颗变色后另外一颗就会同时瞬间变色。把这两颗粒子中的一颗(A2)送去火星,另外一颗(A1)放在你的大脑中。火星上的粒子(A2)发生状态改变,比如从红色变绿色时。你大脑中的粒子(A1)就会瞬间感应到这种变化,从绿色变成红色。火星上的粒子(A2)变回红色时,大脑中的粒子(A1)又瞬间变成绿色。反之亦然。
在宇宙的演化过程中(例如大爆炸),产生的粒子可能都有类似的纠缠粒子经历,这些纠缠粒子分散到整个宇宙,甚至平行宇宙。因而可能出现:你的身体由A1型粒子组成,而在现实宇宙中的某个遥远的地方,甚至在另一个平行宇宙,你的分身是由A2型粒子组成,那么你与这个分身之间就存在这种纠缠。你们的一切,一言一行,都相互关联。只不过你自己通常没有意识到而已。
甚至在你死后,“灰飞烟灭”,虽然这些灰烬(曾经在你身上的A1粒子)已四散分离,然而它们与宇宙中的A2粒子的量子纠缠仍然存在。
我想,这可能是李政道遗言所说的“我永远会是你的一部分,你永远会是我的一部分”的物理学解读。
转载自:南怀瑾学术研究会