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综述在2022年10月4日,瑞典皇家科学院宣布了诺贝尔物理学奖的获奖名单。
此次荣获诺贝尔物理学奖的是三位杰出的物理学家:阿莱茵·阿斯派克特、约翰·克劳瑟和安顿·蔡林格,他们因在量子力学领域的突破性研究,尤其是在量子纠缠现象的实验验证方面所作出的贡献而获此殊荣。
这项研究不仅在科学界掀起了波澜,更是在哲学层面引发了深远的思考,甚至有人开始怀疑,是否我们的命运早已在宇宙的某个角落被注定?
量子纠缠的科学基础以前的物理学家,大名鼎鼎的牛顿,搞出了一套经典物理学理论,简单来说就是:你今天吃什么,明天干啥,全都能根据之前的行为和事件推测出来。这个世界在牛顿的眼中就像一块规规矩矩的钟表,所有的齿轮都在预定的轨道上运转,一切都是确定的,没啥好意外的。
但是到了20世纪初,科学家们突然发现了一个新理论,那就是量子力学。科学家发现,当两个粒子被“纠缠”在一起时,无论它们之间相隔多远,只要一个粒子状态改变,另一个粒子的状态也会立刻跟着变。
这就好像你和你兄弟,一个在地球这头,一个在月球那头,你这边咳嗽一声,他那边也会瞬间跟着咳嗽。是不是有点毛骨悚然?更神奇的是,这种关联是瞬间的,根本不给光速面子,光速在它面前简直像个蜗牛。
这个现象可把科学家们给搞蒙了。伟大的爱因斯坦甚至称之为“鬼魅般的远距作用”,觉得这根本就不可能。但是在1972年,科学家约翰·克劳瑟(John F. Clauser)和他的同事们用实验验证了量子纠缠的存在,狠狠打了爱因斯坦的脸。
这一发现让许多人开始重新思考物质世界的本质。我们所熟知的确定性在量子世界中似乎荡然无存,取而代之的是一种更加复杂和微妙的因果关系。
量子纠缠与命运在经典物理学的框架内,世界是高度确定的,这种确定性被认为延伸到了人类的行为和命运中。因此,经典物理学支持一种严格的决定论观点,即一切事件,包括人类的选择和行为,都是由先前的条件完全决定的。然而,量子力学的出现,特别是量子纠缠的发现,挑战了这种传统的决定论,提出了新的问题:
在一个充满量子不确定性的宇宙中,我们是否真正拥有自由意志?或者说,我们的命运是否早已由那些微观粒子的状态所决定?
量子纠缠带来的不确定性主要源自量子力学的核心原则之一——叠加态。在微观世界中,粒子可以处于多种状态的叠加中,直到被观测或测量时才“坍缩”到一个确定的状态。
这种坍缩过程被认为是随机的,无法由任何经典的因果关系完全预测。换句话说,量子力学引入了一种内在的随机性,这种随机性是不可消除的。
对于量子纠缠中的粒子而言,一个粒子的测量结果似乎是随机的,但它的“配对”粒子的状态却瞬间变得确定,这种关联性无论距离多远,都无法用经典物理学解释。
然而,科学家和哲学家对于这种不确定性是否能延伸到宏观世界,以及它对人类自由意志的影响,仍然存在很大的分歧。
一方面,有观点认为,量子力学的随机性仅仅存在于微观层面,而在宏观世界中,由于大量粒子相互作用,这种随机性会被平均化或湮灭掉,导致宏观现象仍然遵循经典的因果关系。
因此,量子纠缠虽然打破了微观世界的确定性,但对宏观世界,包括人类行为的影响可能是微乎其微的。
然而,另一方面,也有学者提出,量子纠缠的存在表明宇宙的本质并非完全决定论的。自由意志的支持者认为,如果宇宙的基本构成部分——即微观粒子——具有某种程度的不确定性,那么作为这些粒子集合体的我们,也可能拥有一定程度的自由选择权。
这种自由意志可能并非绝对的自由,而是受到量子效应所引导的。著名的科学家和哲学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)便提出,量子力学中的不确定性可能在神经元的工作中发挥作用,进而影响我们的意识和决策过程。
尽管如此,必须承认的是,当前的科学研究尚未完全解答这些问题。自由意志与量子纠缠之间的关系仍然是一个悬而未决的谜题,既有哲学深度,也充满科学挑战。
量子力学对我们的生活有什么影响?虽然科学研究尚未完全解答这些问题,但是量子力学已经给我们带来了一些高科技。量子纠缠有望彻底改变我们对计算和通信的理解。
传统计算机依赖于二进制系统,即每一个比特只能是0或1,而量子计算机则利用量子比特的叠加态和纠缠态,使其能够同时处理多个状态。
这意味着量子计算机的计算能力远超传统计算机,尤其是在处理复杂的数学问题和模拟化学反应等方面,量子计算机将展现出巨大的潜力。
近年来,谷歌和IBM等科技巨头已经在量子计算领域取得了显著进展,甚至有专家预测,在未来的十年内,量子计算机可能在某些特定任务上完全超越传统计算机。
量子力学还在逐渐改变我们对能源的利用方式。你可能听说过“量子电池”这个概念,它是未来可能彻底颠覆我们电力储存方式的技术。量子电池的效率要比现在的锂电池高得多,而且充电速度几乎是瞬间完成。
虽然目前这种技术还在实验阶段,但如果成功应用,你的手机可能几秒钟就充满电,电动车跑个几百公里也不成问题。
结尾面对量子力学带来的新发现和新挑战,我们每一个人都可以在这种新的宇宙观中找到自己的位置。
无论未来如何发展,量子纠缠为我们打开了一扇通向更广阔认知的大门,让我们得以在科学的引领下,继续探索宇宙的奥秘和人类自身的潜能。
科学的力量不仅在于揭示事实,更在于启迪思想,引导我们在不断变化的世界中寻找不变的真理。这正是量子纠缠带给我们的最深远的影响和启示。
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它只是知识,现有知识没解开罢了。
量子技术目前中国是走在最前面的吧
西方科学在揭开意识、生命的秘密之前,仅仅是无生命物质论科学而已!所以西医只能看着中医的一个分支。
如果掌握了量子纠缠,那不是说明可以改命吗!就像掌握了基因测序,我们就可以通过敲除不良基因达到治病(挽救生命)的目的!