03.07 量子糾纏的能量來自哪裡?為何它們能無視浩瀚距離相互感應?

埃夫隆


在我們生活的這個世界中,存在一個極其微小的世界。假設如果我們把細菌放大10億倍,我們就會來到這個神奇的世界,它就是量子世界。量子是物理的最小單位,比如說像光子、電子、質子這些都隸屬於量子。根據量子力學來看,如果我們把兩顆特性相反的例子,放在一起的話,他們就會產生所謂的糾纏作用,這種糾纏作用是非常厲害的。

假設我現在把這兩顆糾纏的例子。一顆放在地球上,另一顆放在太陽上。我們知道地球距離太陽約為1.5億公里,光速的話需要八分鐘的時間。我們知道地球上這個粒子的特性,那麼我們瞬間也就會知道太陽的那顆粒子的特性,這聽起來很奇怪。因為這兩個粒子是似乎是沒有聯繫。它們之間不存在的引力關係,有沒有一根線將它們相連?但是為什麼我們在知道一顆粒子之後,我們又知道另一顆粒子的特性呢?這項實驗被愛因斯坦稱之為鬼魅般的超距作用。

目前,人類已經實現了多次量子糾纏的信息傳輸,但是我們從來沒有試過將兩顆粒子放置在超越光速的距離。愛因斯坦曾說過上帝不擲骰子,他認為量子糾纏完全在於這兩個粒子的特性都是相同的,都是被設定好的,那麼我們知道了其中的一顆粒子之後,我們也會知道另一顆粒子。

這就跟一堆手套放到兩個盒子一樣,你打開其中一個盒子裡面的手套是左手的,那麼遠在太陽的另一個盒子裡的手套肯定是右手的。不過事實證明這是錯誤的,因為如果你不去觀測粒子,你根本就不知道它的特性。而如果你去觀測粒子,那麼這顆粒子很可能在你觀測的那一剎那就已經發生了改變。這就我們所說的量子不確定性原理。

目前來看,量子糾纏還沒有進行詳細的實驗。未來如果我們的太空技術發展的話,我們或許會將兩個糾纏的粒子一顆放到地球上,另一顆放到月球或者火星上,然後我們採用信息傳遞的方式。這樣我們就能證實量子糾纏是否能夠超越光速!

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宇宙V空間


實驗證明,二個粒子子,如相隔很遠,之間並沒有任何常規聯繫,一個出現狀態變化,另一個幾乎在相同的時間出現相同的狀態變化。比如一個粒子左旋,那麼另一個粒子肯定是右旋。根據質量守恆定律,他們之間沒有發生能量缺失,所以必然不需要能量就能發生糾纏。這就是量子力學的奇妙之處。

更奇妙的地方就是人的意識會影響粒子的狀態,著名的雙縫干涉實驗中,只要你一觀察,電子就表現出粒子狀態,不觀察就表現出波的狀態。彷彿電子可以和人的意識發生糾纏一樣。

那麼是不是說電子也是有意識的,其他物質呢?

至於說無視距離產生了糾纏,目前我們的科學還沒有找到答案。希望科學家早日發現答案。



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量子糾纏(quantum entanglement)不需要能量,因為它不傳輸任何信息。認為它需要能量,是因為你還是在以經典認知來看待量子效應。不過這是所有人都會有的困惑,愛因斯坦也不例外,所以愛因斯坦將量子糾纏稱為“幽靈般的超距作用”。

所謂的經典認知就是決定論,愛因斯坦堅信如果掌握事物的運轉規律,就能給出確定的描述,所以他認為量子力學的不確定描述是不完備的。愛因斯坦看不慣概率論,於是就用他那天才的大腦設計了好幾個思維實驗,企圖擊潰當時以玻爾為首的哥本哈根學派。

關於玻爾與愛因斯坦在索爾維會議上的三次交鋒,可以說是物理學史上的一段佳話,相愛相殺的兩人共同將量子力學推向了物理學的巔峰。玻爾也在於愛因斯坦的一次次交鋒中走向了神壇,成為量子力學的重要領軍人物。

而愛因斯坦也在交鋒中,運用他那瘋狂的大腦了提出了各種精彩的"思想實驗”,而最後一個最重量級的思想實驗,更以論文的形式發表了在了《物理評論》上,核心內容就是描述量子糾纏的EPR佯謬。而“糾纏”這個詞也是薛定諤看到愛因斯坦與波多斯基、羅森聯名發表的論文後,在給愛因斯坦的信件中首次提出的。

EPR佯謬描述的“量子糾纏”現象,是一種從未被世人觀察到,僅以當時剛構建的量子力學基礎闡述,經愛因斯坦大腦瘋狂運算81個腦回路後,炮製出來的一個看似虛無縹緲毫無真實感可言的幽靈。

一對神奇的粒子可以在無視距離的完全分離後,仍能產生神秘的聯繫,這在愛因斯坦看來是違背了相對論的超光速限制的,是不可理喻的。他以這一核心論點駁斥了量子力學不確信性描述的荒謬。在看到愛因斯坦的論文後,玻爾起初也認為不可能存在這樣的現象,於是閉門檢查愛因斯坦論文的漏洞,試圖在邏輯上以及運算上扳倒愛因斯坦的推論。

然而,玻爾這次並未發現愛因斯坦的任何錯誤,但最後卻給出一個和愛因斯坦完全相反了答案。玻爾拋棄了經典認知,選擇相信了數學與邏輯推論,認為量子糾纏現象是可能存在的。

一場史詩大戲就在一個否定,一個肯定的回答中落幕。當時的科研實力無力對愛因斯坦與玻爾的最終答案做出評判,不過在兩位大神雙雙離世後,物理學界還是通過實驗給出了最終的檢驗結果:量子糾纏現象確實存在。

量子糾纏成了一種純粹發生於微觀世界的現象,源於量子系統的不可分割性,即當幾個粒子彼此相互作用後,粒子們所擁有的特性可能糾纏在一起成為一個整體,各個粒子的性質再也無法被單獨描述,只能描述整體系統的性質。

為什麼會這樣?沒有公認的回答。大多數量子力學的學者也是睜一眼閉一眼的態度對待這個問題,因為無法給出一個合理的回答。唯一能闡釋清楚的超弦理論,卻涉及高維空間而無法驗證。

基於高維空間的概念,弦論把量子糾纏解釋為粒子在高維空間的三維投影,即糾纏的粒子實際處於高維空間中,本就只有一個,只是投影到了不同的三維空間位置而已。只是這種高維空間只存在於普朗克尺度之下。

以上為超弦理論中,數學家構建的高維空間模型,又稱卡拉比丘成桐空間,共六個維度。

在超弦理論的理解中,這六個維度捲縮在我們這個四維宇宙的普朗克尺度下,相當於我們這個世界的一個六維伴生宇宙。

量子的種種奇異現象都可以在高維空間下得到解釋。不過大多數人認為弦理論只是一個精彩的理論,卻不是一個可信的理論。基於數學推導出來的高維空間可能只是一種假想,無法實驗驗證的理論,再美妙可能也只是一個美麗虛幻的夢。弦論預言的超粒子也從來沒有找到,“宇宙的琴絃”撩撥了太多人的心絃,卻至今沒有留下任何物理性的實證。

所以源於弦論的超弦理論、M理論的高維空間理論逐漸淪為物理學研究的禁忌。無論弦理論家有多麼無比的才情,激進的革命,以及動人的宣傳,終抵不過現實的打擊。科學史上也確實有許多錯誤的思想曾經看上去是那麼的美妙。

先不去評判對錯,弦論最大的失敗在於太過早去觸及宇宙的本質,而科學是一門循序漸進的知識獲取體系。

最後的最後,再回答一下題主的問題。量子糾纏的粒子之所以能忽視距離而相互感應,在弦論的解讀下,三維空間中的距離對於高維空間來說,並不存在。我們看見的只是我們能看見的兩個或多個粒子,在高維空間中,那就只是一個粒子而已。而除了弦論的其他理論對此還沒有任何解釋,但至少量子糾纏的並不涉及信息的傳輸,也沒有能量的參與。

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想法捕手


量子糾纏就是一個粒子分成兩部分,它們還是一個整體,沒有時間和距離,距離是外力作用下產生的。把一個粒子分為兩個,一個放在銀河左邊,一個放在銀河右邊,還是一個整體,二者沒有距離,沒有時間,把一個粒子兩部分放在兩邊,只能人而為之,需要耗費很多時間,用光速設備也得十多萬年,空間裡還沒有發現各佔兩邊的一個粒子,利用量子糾纏只能適用人類可達到地區,在地球範圍內還是用的,星系範圍內,就看人類的輸送能力了😚



別有洞天33


在弄清楚這個問題之前,我們先來看看量子糾纏是什麼?它是一種單純地發生於量子系統中的現象,在其他系統或學說中,是找不到這種現象的。量子糾纏,又叫做量子纏結,是種量子力學現象,是指當幾個粒子在相互作用時,由於各個粒子自身所擁有的特性已經綜合為了整體的性質,而再無法描述單個粒子的特性,只能描述整體粒子的一種現象。


那麼,在弄清楚量子糾纏是什麼之後,我們再來看問題,量子糾纏的能量來自哪裡,來自各粒子內部。量子糾纏中,兩個纏結在一起的粒子根本無法再分離出來,所以就一直處在連續不斷的流產之中了。並且相互纏結的粒子之間是相互聯繫的,其中一個受到影響1,其它的也會受到影響。

我們可以再來看下量子糾纏的概念,是幾個各具特性的粒子綜合成了整體特性,這說明無論各粒子之間空間相隔多遠,都會綜合成整體,描述整體粒子。

糾纏粒子們都處在一個波函數下,它們之間相互關聯,只能用一個波函數來表示,如果其中一個粒子確定了,其他粒子也會一起確定下來,所以就一起合成了一個整體。它們之間彷彿有一種互相的吸引力,能夠吸引它們各自都集聚到一起,形成整體。

所以說它們靠的不是什麼外力,而是粒子自身的能量,相互吸引,相互感應,無論多浩瀚的距離都能感應到並且形成一種整體特質。


時間史


量子糾纏,一個神奇的唯心論和唯物論的轉換慨念,一念入佛,一念入魔,量子糾結,無處不在,大到宇宙,小到微粒子微世界,上下左右,周而循環,動念則感之,一念超光速。動心剛體之,觸手可得……

量子能量的慨念――

能量是構成宇宙的三要素之一,宇宙就是個巨大的能量場,能量貫通一切,除意識和結構以外的一切都是能量,恆星、行星、高山、河流、樹木、石頭、物體、人體等等,都是能量的集合體,分子、原子、電子、光子、核子等等也是能量的集合體,我們眼耳、鼻、舌、身感受到的一切都是能量的體現,事物的成住壞空,生命的生老病死都是能量轉化的體現。

所有的物質都是能量,所有的反物質也是能量,所以,能量的定義是:凡依附在某種結構上呈現其結構特徵的物質和反物質叫能量。能量是保持事物和生命存在狀態及變化的能力宇宙的總能量為零,所以,能量分正能量和負能量,正負之和為零,這符合太極原理,也符合包括宏觀天體和微觀基本粒子的運動原理。

量子糾纏能量轉挽慨念――

量子糾纏就是它們無視宇宙的遙遠距離相互感應,它們這些傳遞和能量沒有一點關係。如果需要能量,那它不能超過光速。但量子能量糾纏一但被觀察到,在同一體系中相互糾纏的兩個粒子,就必須超過光速和超越時空,一個粒子被觀測到,另一個粒子會瞬間實現超距離超光速的轉挽能量,(目前科學還無法解釋這一現象)。

量子糾纏――

在量子力學中,幾個粒子彼此相互作用後,各

粒子的特性已綜合為整體性質,無法單獨描述

各粒子的性質,只能描述粒子的整體性質。經

典力學中,找不到類似的現象。我們將量子糾纏認識為量子糾結。

有人形象的比喻量子糾纏:如果兩個紙箱中分

別有黑白兩隻球,把它們分隔無限遠。打開其

中一個紙箱,發現是白球,另一個紙箱立刻就

知道是黑球。如果其中一個顏色或形狀發生改

變,另一個就會相應改變。因為它們的性質是

整體的,同時它們之間的信息傳遞也無關能量,由於量子糾纏與相對論的速度極限嚴重不符,愛因斯坦譏諷其為鬼魅般的超距作用。

量子糾纏能量轉挽特殊――

依情侶戀愛為例,闡明原理,如情侶間說分離的往往占主導地位,為刺痛對方而比對方能量強,被說分手的一方因為丟失能量而本能窮追不捨,這種窮追實際上是在追自己丟失在對方身上的能量,等追回自己的能量後才會理智對待感情正式分手,所以往往出現的情況是,先追,追到對方答應複合後,又本能開始生氣了。

人類與大自然也存在互相影響性,人類的集體意識能量與大自然的能量相互影響,負面的集體意識猶如病毒造成天氣惡劣變化。

能量的穿透性體現在人的語無倫次,緊張,體內能量搖擺不定,穩定不下來,是被強的能量擊穿的反映。有時候人的一個眼神讓你慌張,你喜歡之人看你一眼,你就緊張,特別是暗戀別人的人,能量早就發散到別人那裡,因沒有足夠能量抵抗對方的能量而被擊穿,緊張,想對方越多,看到她就越緊張,這是真正對她人動了心的表現,臉紅,害羞,緊張地說不出話,都是正常表現,心靈是人最大的能量源泉。

總上以簡單回答了量子能量糾纏中能量是如何相互轉換的,主要是來源於兩股能量的平衡。量子能量轉換是維持宇宙間的各種粒子間的(或集體系統間的)相互平衡而產生的互引互斥的雙重反應。是超時空和超維度的上下傳遞媒介。切歸於混沌之中。











LxSd178


首先說一點,量子糾纏並不是猜測,而是量子世界裡確定存在的現象,也可以認為是量子世界的一個固有屬性,它並不是猜測!

其次,量子糾纏並不需要能量,這與我們在宏觀世界的是不會出現的,在經典力學裡是沒有這種現象的,只存在量子世界!

那麼,究竟什麼事量子糾纏?簡單說,就是幾個微觀粒子發生作用後,每個粒子的特性已經轉化為整體屬性,我們無法描述單個粒子的性質,只能整體去描述,用一個波函數去描述!其中任何一個粒子的狀態變化,都會影響到其他粒子!

當然,你也可以嘗試去觀測任何一個粒子的行為,而當你去這麼做的時候,“波函數”就坍縮了,說白了,當你觀測任何一個粒子的狀態時,粒子彼此之間的糾纏就結束了!

舉個通俗形象的例子,就好比一雙手套分別撞在兩個袋子裡,就好像兩個糾纏中的粒子,當你沒有打開袋子時,兩隻手套是一個整體,互相“糾纏”,而當你打開任何一個袋子確定是左手套(右手套)時,另外一個袋子的狀態馬上確定,不管相距多麼遙遠!

量子糾纏與光速和能量是沒有關係的,它是量子世界真實存在的一種現象。有些人之所以對量子糾纏不太能接受,就是因為它太違揹我們的傳統認知了,這也很正常,以為我們一直生活在宏觀世界!


宇宙探索


有趣科普,貓先僧來擼一擼。

量子糾纏?這個問題好。本貓試試。

量子力學誕生到現在足足超過一百年了,其荒誕不經也足足一百多年。許許多多的奇談怪論,都指向其真實可靠,是現代物理的基石。所以再奇怪的問題,我們都可以平常心對待。

量子效應的世界是指微觀粒子世界。裡面瞬移、疊加、穿牆怎麼匪夷所思可以怎麼來。而宏觀世界的物質由微觀粒子組成,大家都是初中文化的知識份子,這點本貓知道瞞不過你。所以很多吃瓜群眾就激動了,都量子時代啦,咋們什麼時候也可以穿越、飛昇、瞬移一把!

量子效應只對微觀粒子,宏觀世界拒絕量子效應,你問為什麼?瞎啊~三個字~不知道。沒辦法,這是科學的侷限性啊。

回到量子糾纏本身。量子糾纏是量子系統非局域性的本身自帶性質,只是一種關聯,它既不傳送能量,也不傳送信息。所以題主的疑問無意義。



打個不太好的比喻吧。好比一個母親在月球,而她的女兒也生小孩了,在生下小孫兒的一刻,母親立馬成為外婆。你說這個是不是因果關係,而導致超光速傳遞了信息?其實並無多大的意義,只是一個內在系統的關聯而已。當然這例子不好,大家多包涵包涵。

現在的量子通信,也是如此,只是量子糾纏加密,實際的信息,還是需要正常管道傳送,也不會突破距離瞬時的。


貓先生內涵科普


這個問題問得非常好,這跟當初愛因斯坦等科學家質問量子力學哥本哈根派比較類似。愛因斯坦和另外兩位物理學家波多爾斯基和羅森在1935年5月第47期《物理評論》雜誌上,發表了名為《能認為量子力學對物理實在的描述是完備的嗎?》的論文,接下來看一下大體內容:

一個基本粒子在某種外力之下變為兩個粒子:A粒子和B粒子,這兩個粒子在距離非常遙遠的地方。因為基本粒子都可以自旋觀察其中A粒子的自旋為左旋,那麼根據守恆公式另外的B粒子必然是右旋。那麼當A粒子確定是左旋的時候,B粒子是如何知道自己必須是右旋的呢?這不就是鬼魅般的超距作用嗎?這就是著名的ERP實驗。


而哥本哈根派對於這種解釋是,粒子A和粒子B雖然已經分開但是它們是一個整體,兩個量子糾纏在一起,變成了量子糾纏態,這種糾纏無視空間距離,因為不傳遞信號所以不需要消耗能量。但是這種糾纏態本質上產生的機制科學上尚不能解釋。

也曾有人用這種量子糾纏來質疑愛因斯坦的狹義相對論,但實際上量子糾纏是不能傳遞信息的,所以不會違反狹義相對論。



科學黑洞


先說第一個問題的答案: 量子糾纏不能傳遞任何信息,因此不消耗任何能量。處在糾纏態的量子對被視為一個整體,他們之間可以相互感應對方的量子態,並做出相應的變化,但它們之間並沒有交換任何信息。

至於第二個問題,現在還沒有明確的答案,現在普遍認為,量子物理和相對論的矛盾,將會被超弦理論解釋。弦理論認為,組成物質的不是點狀的基本粒子,而是極小的,類似弦的東西。弦是一種純粹的能量,不同的基本粒子的弦有不同的震動頻率。超弦理論認為,除了我們現在已經認知的五個維度外,我們的宇宙中之前還有6個我們尚未發現的維度,而這些維度在膜宇宙中是蜷縮起來不可見的。弦理論科學家假定,宇宙中所有粒子都被侷限在一個四維的膜宇宙(brane)中,而膜宇宙又漂浮在一個更高維度的體宇宙(bulk)裡。不過幾種特殊的粒子可以從膜宇宙中穿入穿出,其中最出眾的就是引力子和惰性中微子。

以弦理論的假設為基礎,量子糾纏可能是粒子在更高維度上相互作用的結果。


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