测不准原理与量子纠缠
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测不准原理
1927 年海森堡证明:位置和动量不能同时测准,Δx·Δp ≥ ħ/2(ħ 是约化普朗克常数)。白话:把电子的位置看得越清楚,它的速度就越模糊,反之亦然。这不是仪器不够好——想看清电子,至少得用一个光子去照它,这一照就把电子「撞」变了。不确定性是自然界的出厂设置。
量子纠缠
两个粒子相互作用后,可以成为一个整体:不管分开多远,测其中一个,另一个的状态立刻确定。爱因斯坦称之为「鬼魅般的超距作用」,1935 年与人合写 EPR 论文质疑量子力学不完备。1964 年贝尔提出「贝尔不等式」给出判决方法;此后几十年实验(阿斯佩、克劳泽、蔡林格等)一次次证明:爱因斯坦错了,纠缠是真的。2022 年诺贝尔物理学奖就颁给了这三位实验家。
纠缠能超光速传信吗
不能。你测量时无法控制结果(每次随机),对方拿到的也是随机数,只有事后用普通渠道对比,才能看出相关性。所以相对论「信息不超光速」的底线依然守住了。
练一练:和家长玩「纠缠手套」:把左右手套分别装进两个盒子寄给两座城市,一人开箱见左手套的「瞬间」,就知道另一个是右手套——说说这个类比哪里像纠缠、哪里不像。
小纸条
玩「纠缠手套」游戏:两只手套分装两盒,一人开箱即知另一盒——讨论它与量子纠缠的异同。
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