03.07 量子纠缠的能量来自哪里?为何它们能无视浩瀚距离相互感应?

埃夫隆


在我们生活的这个世界中,存在一个极其微小的世界。假设如果我们把细菌放大10亿倍,我们就会来到这个神奇的世界,它就是量子世界。量子是物理的最小单位,比如说像光子、电子、质子这些都隶属于量子。根据量子力学来看,如果我们把两颗特性相反的例子,放在一起的话,他们就会产生所谓的纠缠作用,这种纠缠作用是非常厉害的。

假设我现在把这两颗纠缠的例子。一颗放在地球上,另一颗放在太阳上。我们知道地球距离太阳约为1.5亿公里,光速的话需要八分钟的时间。我们知道地球上这个粒子的特性,那么我们瞬间也就会知道太阳的那颗粒子的特性,这听起来很奇怪。因为这两个粒子是似乎是没有联系。它们之间不存在的引力关系,有没有一根线将它们相连?但是为什么我们在知道一颗粒子之后,我们又知道另一颗粒子的特性呢?这项实验被爱因斯坦称之为鬼魅般的超距作用。

目前,人类已经实现了多次量子纠缠的信息传输,但是我们从来没有试过将两颗粒子放置在超越光速的距离。爱因斯坦曾说过上帝不掷骰子,他认为量子纠缠完全在于这两个粒子的特性都是相同的,都是被设定好的,那么我们知道了其中的一颗粒子之后,我们也会知道另一颗粒子。

这就跟一堆手套放到两个盒子一样,你打开其中一个盒子里面的手套是左手的,那么远在太阳的另一个盒子里的手套肯定是右手的。不过事实证明这是错误的,因为如果你不去观测粒子,你根本就不知道它的特性。而如果你去观测粒子,那么这颗粒子很可能在你观测的那一刹那就已经发生了改变。这就我们所说的量子不确定性原理。

目前来看,量子纠缠还没有进行详细的实验。未来如果我们的太空技术发展的话,我们或许会将两个纠缠的粒子一颗放到地球上,另一颗放到月球或者火星上,然后我们采用信息传递的方式。这样我们就能证实量子纠缠是否能够超越光速!

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实验证明,二个粒子子,如相隔很远,之间并没有任何常规联系,一个出现状态变化,另一个几乎在相同的时间出现相同的状态变化。比如一个粒子左旋,那么另一个粒子肯定是右旋。根据质量守恒定律,他们之间没有发生能量缺失,所以必然不需要能量就能发生纠缠。这就是量子力学的奇妙之处。

更奇妙的地方就是人的意识会影响粒子的状态,著名的双缝干涉实验中,只要你一观察,电子就表现出粒子状态,不观察就表现出波的状态。仿佛电子可以和人的意识发生纠缠一样。

那么是不是说电子也是有意识的,其他物质呢?

至于说无视距离产生了纠缠,目前我们的科学还没有找到答案。希望科学家早日发现答案。



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量子纠缠(quantum entanglement)不需要能量,因为它不传输任何信息。认为它需要能量,是因为你还是在以经典认知来看待量子效应。不过这是所有人都会有的困惑,爱因斯坦也不例外,所以爱因斯坦将量子纠缠称为“幽灵般的超距作用”。

所谓的经典认知就是决定论,爱因斯坦坚信如果掌握事物的运转规律,就能给出确定的描述,所以他认为量子力学的不确定描述是不完备的。爱因斯坦看不惯概率论,于是就用他那天才的大脑设计了好几个思维实验,企图击溃当时以玻尔为首的哥本哈根学派。

关于玻尔与爱因斯坦在索尔维会议上的三次交锋,可以说是物理学史上的一段佳话,相爱相杀的两人共同将量子力学推向了物理学的巅峰。玻尔也在于爱因斯坦的一次次交锋中走向了神坛,成为量子力学的重要领军人物。

而爱因斯坦也在交锋中,运用他那疯狂的大脑了提出了各种精彩的"思想实验”,而最后一个最重量级的思想实验,更以论文的形式发表了在了《物理评论》上,核心内容就是描述量子纠缠的EPR佯谬。而“纠缠”这个词也是薛定谔看到爱因斯坦与波多斯基、罗森联名发表的论文后,在给爱因斯坦的信件中首次提出的。

EPR佯谬描述的“量子纠缠”现象,是一种从未被世人观察到,仅以当时刚构建的量子力学基础阐述,经爱因斯坦大脑疯狂运算81个脑回路后,炮制出来的一个看似虚无缥缈毫无真实感可言的幽灵。

一对神奇的粒子可以在无视距离的完全分离后,仍能产生神秘的联系,这在爱因斯坦看来是违背了相对论的超光速限制的,是不可理喻的。他以这一核心论点驳斥了量子力学不确信性描述的荒谬。在看到爱因斯坦的论文后,玻尔起初也认为不可能存在这样的现象,于是闭门检查爱因斯坦论文的漏洞,试图在逻辑上以及运算上扳倒爱因斯坦的推论。

然而,玻尔这次并未发现爱因斯坦的任何错误,但最后却给出一个和爱因斯坦完全相反了答案。玻尔抛弃了经典认知,选择相信了数学与逻辑推论,认为量子纠缠现象是可能存在的。

一场史诗大戏就在一个否定,一个肯定的回答中落幕。当时的科研实力无力对爱因斯坦与玻尔的最终答案做出评判,不过在两位大神双双离世后,物理学界还是通过实验给出了最终的检验结果:量子纠缠现象确实存在。

量子纠缠成了一种纯粹发生于微观世界的现象,源于量子系统的不可分割性,即当几个粒子彼此相互作用后,粒子们所拥有的特性可能纠缠在一起成为一个整体,各个粒子的性质再也无法被单独描述,只能描述整体系统的性质。

为什么会这样?没有公认的回答。大多数量子力学的学者也是睁一眼闭一眼的态度对待这个问题,因为无法给出一个合理的回答。唯一能阐释清楚的超弦理论,却涉及高维空间而无法验证。

基于高维空间的概念,弦论把量子纠缠解释为粒子在高维空间的三维投影,即纠缠的粒子实际处于高维空间中,本就只有一个,只是投影到了不同的三维空间位置而已。只是这种高维空间只存在于普朗克尺度之下。

以上为超弦理论中,数学家构建的高维空间模型,又称卡拉比丘成桐空间,共六个维度。

在超弦理论的理解中,这六个维度卷缩在我们这个四维宇宙的普朗克尺度下,相当于我们这个世界的一个六维伴生宇宙。

量子的种种奇异现象都可以在高维空间下得到解释。不过大多数人认为弦理论只是一个精彩的理论,却不是一个可信的理论。基于数学推导出来的高维空间可能只是一种假想,无法实验验证的理论,再美妙可能也只是一个美丽虚幻的梦。弦论预言的超粒子也从来没有找到,“宇宙的琴弦”撩拨了太多人的心弦,却至今没有留下任何物理性的实证。

所以源于弦论的超弦理论、M理论的高维空间理论逐渐沦为物理学研究的禁忌。无论弦理论家有多么无比的才情,激进的革命,以及动人的宣传,终抵不过现实的打击。科学史上也确实有许多错误的思想曾经看上去是那么的美妙。

先不去评判对错,弦论最大的失败在于太过早去触及宇宙的本质,而科学是一门循序渐进的知识获取体系。

最后的最后,再回答一下题主的问题。量子纠缠的粒子之所以能忽视距离而相互感应,在弦论的解读下,三维空间中的距离对于高维空间来说,并不存在。我们看见的只是我们能看见的两个或多个粒子,在高维空间中,那就只是一个粒子而已。而除了弦论的其他理论对此还没有任何解释,但至少量子纠缠的并不涉及信息的传输,也没有能量的参与。

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量子纠缠就是一个粒子分成两部分,它们还是一个整体,没有时间和距离,距离是外力作用下产生的。把一个粒子分为两个,一个放在银河左边,一个放在银河右边,还是一个整体,二者没有距离,没有时间,把一个粒子两部分放在两边,只能人而为之,需要耗费很多时间,用光速设备也得十多万年,空间里还没有发现各占两边的一个粒子,利用量子纠缠只能适用人类可达到地区,在地球范围内还是用的,星系范围内,就看人类的输送能力了😚



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在弄清楚这个问题之前,我们先来看看量子纠缠是什么?它是一种单纯地发生于量子系统中的现象,在其他系统或学说中,是找不到这种现象的。量子纠缠,又叫做量子缠结,是种量子力学现象,是指当几个粒子在相互作用时,由于各个粒子自身所拥有的特性已经综合为了整体的性质,而再无法描述单个粒子的特性,只能描述整体粒子的一种现象。


那么,在弄清楚量子纠缠是什么之后,我们再来看问题,量子纠缠的能量来自哪里,来自各粒子内部。量子纠缠中,两个缠结在一起的粒子根本无法再分离出来,所以就一直处在连续不断的流产之中了。并且相互缠结的粒子之间是相互联系的,其中一个受到影响1,其它的也会受到影响。

我们可以再来看下量子纠缠的概念,是几个各具特性的粒子综合成了整体特性,这说明无论各粒子之间空间相隔多远,都会综合成整体,描述整体粒子。

纠缠粒子们都处在一个波函数下,它们之间相互关联,只能用一个波函数来表示,如果其中一个粒子确定了,其他粒子也会一起确定下来,所以就一起合成了一个整体。它们之间仿佛有一种互相的吸引力,能够吸引它们各自都集聚到一起,形成整体。

所以说它们靠的不是什么外力,而是粒子自身的能量,相互吸引,相互感应,无论多浩瀚的距离都能感应到并且形成一种整体特质。


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量子纠缠,一个神奇的唯心论和唯物论的转换慨念,一念入佛,一念入魔,量子纠结,无处不在,大到宇宙,小到微粒子微世界,上下左右,周而循环,动念则感之,一念超光速。动心刚体之,触手可得……

量子能量的慨念――

能量是构成宇宙的三要素之一,宇宙就是个巨大的能量场,能量贯通一切,除意识和结构以外的一切都是能量,恒星、行星、高山、河流、树木、石头、物体、人体等等,都是能量的集合体,分子、原子、电子、光子、核子等等也是能量的集合体,我们眼耳、鼻、舌、身感受到的一切都是能量的体现,事物的成住坏空,生命的生老病死都是能量转化的体现。

所有的物质都是能量,所有的反物质也是能量,所以,能量的定义是:凡依附在某种结构上呈现其结构特征的物质和反物质叫能量。能量是保持事物和生命存在状态及变化的能力宇宙的总能量为零,所以,能量分正能量和负能量,正负之和为零,这符合太极原理,也符合包括宏观天体和微观基本粒子的运动原理。

量子纠缠能量转挽慨念――

量子纠缠就是它们无视宇宙的遥远距离相互感应,它们这些传递和能量没有一点关系。如果需要能量,那它不能超过光速。但量子能量纠缠一但被观察到,在同一体系中相互纠缠的两个粒子,就必须超过光速和超越时空,一个粒子被观测到,另一个粒子会瞬间实现超距离超光速的转挽能量,(目前科学还无法解释这一现象)。

量子纠缠――

在量子力学中,几个粒子彼此相互作用后,各

粒子的特性已综合为整体性质,无法单独描述

各粒子的性质,只能描述粒子的整体性质。经

典力学中,找不到类似的现象。我们将量子纠缠认识为量子纠结。

有人形象的比喻量子纠缠:如果两个纸箱中分

别有黑白两只球,把它们分隔无限远。打开其

中一个纸箱,发现是白球,另一个纸箱立刻就

知道是黑球。如果其中一个颜色或形状发生改

变,另一个就会相应改变。因为它们的性质是

整体的,同时它们之间的信息传递也无关能量,由于量子纠缠与相对论的速度极限严重不符,爱因斯坦讥讽其为鬼魅般的超距作用。

量子纠缠能量转挽特殊――

依情侣恋爱为例,阐明原理,如情侣间说分离的往往占主导地位,为刺痛对方而比对方能量强,被说分手的一方因为丢失能量而本能穷追不舍,这种穷追实际上是在追自己丢失在对方身上的能量,等追回自己的能量后才会理智对待感情正式分手,所以往往出现的情况是,先追,追到对方答应复合后,又本能开始生气了。

人类与大自然也存在互相影响性,人类的集体意识能量与大自然的能量相互影响,负面的集体意识犹如病毒造成天气恶劣变化。

能量的穿透性体现在人的语无伦次,紧张,体內能量摇摆不定,稳定不下来,是被强的能量击穿的反映。有时候人的一个眼神让你慌张,你喜欢之人看你一眼,你就紧张,特别是暗恋别人的人,能量早就发散到别人那里,因没有足够能量抵抗对方的能量而被击穿,紧张,想对方越多,看到她就越紧张,这是真正对她人动了心的表现,脸红,害羞,紧张地说不出话,都是正常表现,心灵是人最大的能量源泉。

总上以简单回答了量子能量纠缠中能量是如何相互转换的,主要是来源于两股能量的平衡。量子能量转换是维持宇宙间的各种粒子间的(或集体系统间的)相互平衡而产生的互引互斥的双重反应。是超时空和超维度的上下传递媒介。切归于混沌之中。











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首先说一点,量子纠缠并不是猜测,而是量子世界里确定存在的现象,也可以认为是量子世界的一个固有属性,它并不是猜测!

其次,量子纠缠并不需要能量,这与我们在宏观世界的是不会出现的,在经典力学里是没有这种现象的,只存在量子世界!

那么,究竟什么事量子纠缠?简单说,就是几个微观粒子发生作用后,每个粒子的特性已经转化为整体属性,我们无法描述单个粒子的性质,只能整体去描述,用一个波函数去描述!其中任何一个粒子的状态变化,都会影响到其他粒子!

当然,你也可以尝试去观测任何一个粒子的行为,而当你去这么做的时候,“波函数”就坍缩了,说白了,当你观测任何一个粒子的状态时,粒子彼此之间的纠缠就结束了!

举个通俗形象的例子,就好比一双手套分别撞在两个袋子里,就好像两个纠缠中的粒子,当你没有打开袋子时,两只手套是一个整体,互相“纠缠”,而当你打开任何一个袋子确定是左手套(右手套)时,另外一个袋子的状态马上确定,不管相距多么遥远!

量子纠缠与光速和能量是没有关系的,它是量子世界真实存在的一种现象。有些人之所以对量子纠缠不太能接受,就是因为它太违背我们的传统认知了,这也很正常,以为我们一直生活在宏观世界!


宇宙探索


有趣科普,猫先僧来撸一撸。

量子纠缠?这个问题好。本猫试试。

量子力学诞生到现在足足超过一百年了,其荒诞不经也足足一百多年。许许多多的奇谈怪论,都指向其真实可靠,是现代物理的基石。所以再奇怪的问题,我们都可以平常心对待。

量子效应的世界是指微观粒子世界。里面瞬移、叠加、穿墙怎么匪夷所思可以怎么来。而宏观世界的物质由微观粒子组成,大家都是初中文化的知识份子,这点本猫知道瞒不过你。所以很多吃瓜群众就激动了,都量子时代啦,咋们什么时候也可以穿越、飞升、瞬移一把!

量子效应只对微观粒子,宏观世界拒绝量子效应,你问为什么?瞎啊~三个字~不知道。没办法,这是科学的局限性啊。

回到量子纠缠本身。量子纠缠是量子系统非局域性的本身自带性质,只是一种关联,它既不传送能量,也不传送信息。所以题主的疑问无意义。



打个不太好的比喻吧。好比一个母亲在月球,而她的女儿也生小孩了,在生下小孙儿的一刻,母亲立马成为外婆。你说这个是不是因果关系,而导致超光速传递了信息?其实并无多大的意义,只是一个内在系统的关联而已。当然这例子不好,大家多包涵包涵。

现在的量子通信,也是如此,只是量子纠缠加密,实际的信息,还是需要正常管道传送,也不会突破距离瞬时的。


猫先生内涵科普


这个问题问得非常好,这跟当初爱因斯坦等科学家质问量子力学哥本哈根派比较类似。爱因斯坦和另外两位物理学家波多尔斯基和罗森在1935年5月第47期《物理评论》杂志上,发表了名为《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗?》的论文,接下来看一下大体内容:

一个基本粒子在某种外力之下变为两个粒子:A粒子和B粒子,这两个粒子在距离非常遥远的地方。因为基本粒子都可以自旋观察其中A粒子的自旋为左旋,那么根据守恒公式另外的B粒子必然是右旋。那么当A粒子确定是左旋的时候,B粒子是如何知道自己必须是右旋的呢?这不就是鬼魅般的超距作用吗?这就是著名的ERP实验。


而哥本哈根派对于这种解释是,粒子A和粒子B虽然已经分开但是它们是一个整体,两个量子纠缠在一起,变成了量子纠缠态,这种纠缠无视空间距离,因为不传递信号所以不需要消耗能量。但是这种纠缠态本质上产生的机制科学上尚不能解释。

也曾有人用这种量子纠缠来质疑爱因斯坦的狭义相对论,但实际上量子纠缠是不能传递信息的,所以不会违反狭义相对论。



科学黑洞


先说第一个问题的答案: 量子纠缠不能传递任何信息,因此不消耗任何能量。处在纠缠态的量子对被视为一个整体,他们之间可以相互感应对方的量子态,并做出相应的变化,但它们之间并没有交换任何信息。

至于第二个问题,现在还没有明确的答案,现在普遍认为,量子物理和相对论的矛盾,将会被超弦理论解释。弦理论认为,组成物质的不是点状的基本粒子,而是极小的,类似弦的东西。弦是一种纯粹的能量,不同的基本粒子的弦有不同的震动频率。超弦理论认为,除了我们现在已经认知的五个维度外,我们的宇宙中之前还有6个我们尚未发现的维度,而这些维度在膜宇宙中是蜷缩起来不可见的。弦理论科学家假定,宇宙中所有粒子都被局限在一个四维的膜宇宙(brane)中,而膜宇宙又漂浮在一个更高维度的体宇宙(bulk)里。不过几种特殊的粒子可以从膜宇宙中穿入穿出,其中最出众的就是引力子和惰性中微子。

以弦理论的假设为基础,量子纠缠可能是粒子在更高维度上相互作用的结果。


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