青少年科普|超赞!世界10个著名悖论的最终解答来了!(16)

2023-05-20 来源:飞速影视
用我们的笨脑子来考虑,这两个电子自旋不是朝上就是朝下,有四种可能性:A上B下;A下B上;A上B上;A下B下。
后来两种肯定不行,两个电子自旋状态完全一样;问题是前两种一样不符合要求。如果是A上B下,A、B互换,就成了A下B上。
还记得我们在“特修斯之船”中说过的量子力学的全同原理——所有的电子性质都完全一样,A上B下与A下B上没有任何区别,这不符合反对称的要求。
所有四种可能性都不符合要求,现在怎么办?要么说清楚这件事,要么放弃量子力学。
量子力学这样解释这件事儿:
这两个电子的自旋肯定一个朝上,一个朝下,但是我们不能明确指出具体哪一个朝上,此时,两个电子不是明确地处于A上B下或者A下B上的状态,而是出于二者的“叠加”状态、“纠缠”状态,用数学表示出来就是:R=1/根号2(A上B下一A下B上)这么一个稀奇古怪的状态。
这时候你将A、B互换,就成了:Q=1/根号2(A下B上一A上B下)=-1/根号2(A上B下一A下B上)=-R,这就出现了-1的相位因子,符合了“反对称”的要求。
狄拉克说:
“量子力学的主要特征是什么?现在我倾向于认为,量子力学的主要特征不是不对易代数,而是波函数(概率幅、几率幅)的存在,波函数的模方是观测到某个量的概率,但此外还有个相位,它是模为1的数,其变化不影响模方,但此相位是极其重要的,它是所有干涉现象的根源,而其物理含义极其隐晦难解。”
“纠缠态”、“叠加态”真的存在吗?或者仅仅是数学对我们不了解的原因给与了近似的描述?
很少有人否认存在一个不依赖我们观察的客观物理世界。我们希望对这个奇怪的世界有一个清晰的解释,并且希望这解释不依赖超自然的前提、本身不包含矛盾。
在没有人观察的时候,薛定谔的“魔鬼箱子”里粒子到底衰变了还是没有衰变?
按照人类现有的逻辑思维方式:它要么衰变了,要么没有衰变——二者必居其一。
但是这不符合量子力学的基本要求,如果真的二者必居其一,量子力学就无法解释双缝干涉实验;按照量子力学的要求,你必须认为这个粒子既没有衰变,也不是“没衰变”,而是处于“衰变”和“没有衰变”这两种状态的“叠加状态”。
问题是这种状态不仅我们从来没有见过,要命的是这根本就是不可想象的——无论你想象力多么发达,无论如何也想象不出“既衰变了同时又没有衰变”究竟是一个什么样状态。
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