量子力学中的非定域性(量子力学中的非接触现象)

量子力学中的非定域性是该理论最奇特且富有争议的特性之一,它挑战了我们对物理世界 “局部作用” 的经典认知,即物体的相互影响只能通过有限速度(如光速)传递的信号来实现。

一、什么是非定域性?

非定域性指的是:在量子系统中,两个或多个粒子即使相距遥远(甚至光年尺度),它们的量子状态仍可能存在即时的关联 —— 对其中一个粒子的测量会瞬间影响另一个粒子的状态,这种影响不依赖于任何传递信号的媒介,也不受光速限制。

这种关联被称为 “量子纠缠”,而非定域性正是量子纠缠的核心特征。

二、非定域性的起源:从 “EPR 佯谬” 到贝尔不等式

爱因斯坦(Einstein)、波多尔斯基(Podolsky)和罗森(Rosen)共同提出了一个思想实验,旨在质疑量子力学的完备性。他们认为:如果两个粒子纠缠,对粒子 A 的测量会瞬间决定粒子 B 的状态(即使它们相距很远),这意味着要么量子力学不完备(存在未被发现的 “隐变量”),要么存在 “超距作用”—— 而爱因斯坦坚信 “超距作用” 违反相对论(光速不可超越),因此量子力学一定不完备。

物理学家约翰・贝尔(John Bell)提出了一个数学不等式,用于判断量子纠缠是否真的存在非定域性,还是可以用经典的 “隐变量” 解释。如果存在隐变量(即爱因斯坦的观点正确),实验结果会满足贝尔不等式;如果量子力学的非定域性成立,实验结果会违反贝尔不等式。

法国物理学家阿兰・阿斯佩(Alain Aspect)等人通过实验首次证实:量子纠缠系统的测量结果确实违反贝尔不等式,这意味着爱因斯坦的 “隐变量” 理论不成立,非定域性是量子力学的固有属性。

后续的实验(如 2015 年的 “无漏洞贝尔实验”)进一步排除了所有可能的经典解释,彻底确认了非定域性的存在。

三、非定域性的特点与误解

无法传递有效信息

尽管纠缠粒子的状态会即时关联,但这种关联是随机的:对粒子 A 的测量结果是随机的,粒子 B 的状态虽被瞬间影响,但其结果也是随机的,无法被控制。因此,非定域性不违反相对论—— 因为它不能用于传递任何有意义的信息(信息传递仍受光速限制)。

与 “超距作用” 的区别

经典物理中的 “超距作用” 指主动传递力或信号(如牛顿的万有引力最初被认为是超距的),而非定域性是量子态的关联,不涉及能量或信号的传递,更像是一种 “量子层面的整体性”—— 纠缠粒子本质上是一个不可分割的整体,无论相距多远。

不依赖空间距离

非定域性的关联强度与粒子间的距离无关,即使两个粒子分别在地球和火星,关联依然即时存在。

非定域性是量子力学中最反直觉的特性之一,它通过实验被证实,却至今仍挑战着人类的直觉和对物理世界的理解。它告诉我们:在微观尺度,粒子之间的关联可以超越空间限制,形成一个不可分割的整体,这种 “整体性” 正是量子世界的核心奥秘之一。

正如物理学家理查德・费曼所说:“没有人真正理解量子力学。” 非定域性的深层本质,或许仍是未来物理学需要探索的重大课题。

特别声明:[量子力学中的非定域性(量子力学中的非接触现象)] 该文观点仅代表作者本人,今日霍州系信息发布平台,霍州网仅提供信息存储空间服务。

猜你喜欢

第76届柏林电影节公布主竞赛单元评审团阵容 维姆·文德斯任评审团主席裴斗娜任评审(第76届柏林电影节主竞赛完整入围名单)

搜狐娱乐讯 第76届柏林电影节公布主竞赛单元评审团阵容。 除评审团主席维姆·文德斯(德国)外,国际评审团成员还包括明·巴哈杜尔·巴姆(尼泊尔)、裴斗娜(韩国)、希文德拉·辛格·邓加普尔(印度)、雷纳尔多·马…

第76届柏林电影节公布主竞赛单元评审团阵容 维姆·文德斯任评审团主席裴斗娜任评审(第76届柏林电影节主竞赛完整入围名单)

玄彬曝没有对甜豆发过火!笑谈儿子催促孙艺珍吹蜡烛趣事(玄彬表态)

近日,玄彬在一次采访中感性地分享了成为父亲后的成长与体悟,首次曝光了他与儿子之间的逗趣日常,还回应了那个替妻子庆生视频里,儿子催促吹蜡烛的超萌瞬间,透露了幕后趣事。 提到婚后演技获得更多赞誉时,玄彬谦逊地…

玄彬曝没有对甜豆发过火!笑谈儿子催促孙艺珍吹蜡烛趣事(玄彬表态)

使女的故事》拍续集《证言》 原小说曾获布克奖(使女的故事原著小说)

证言》剧组 北京时间4月28日消息,据外国媒体报道,热剧《使女的故事》六季前不久刚完结,又有续集——Hulu正式确认将拍玛格丽特·阿特伍德小说改编剧集《证言》,最新预订了整季+宣布演员阵容,并定于本月开…

《<strong>使女的故事</strong>》拍续集《<strong>证言</strong>》 原小说曾获布克奖(使女的故事原著小说)

巴黎香奈儿大秀:古一金发优雅,『周迅』土的出奇,佩内洛普厚唇性感(巴黎的香奈儿包包最便宜吗)

蒂尔达·斯文顿(影迷心中的古一法师)以一头自然蓬松的浅金色短发惊艳亮相,穿着一袭流光溢彩的金色礼裙,裙身的剪裁完美勾勒出她的腰线和肩颈曲线,仿佛从《纳尼亚传奇》的镜中世界走出,举手投足之间透出一股冷艳与优雅;…

巴黎香奈儿大秀:古一金发优雅,『周迅』土的出奇,佩内洛普厚唇性感(巴黎的香奈儿包包最便宜吗)

中老年淘宝卖家秀:揭秘隐藏的时尚宝藏✨(淘宝中老年套装)

你知道吗?中老年淘宝卖家秀里藏着不少时尚宝藏!这些卖家不仅商品质量过硬,而且风格多样,总有一款适合你。今天就来揭秘这些隐藏的时尚宝藏,让你的购物车🛒不再单调!✨

中老年淘宝卖家秀:揭秘隐藏的时尚宝藏✨(淘宝中老年套装)