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量子世界受量子力学支配,其中有很多诡异现象,比如说量子纠缠。这个神奇的现象让两个粒子在空间上相互联系在一起,无论它们相距多远,只要一个粒子的状态发生改变,另一个粒子也会瞬间做出反应。这种现象被爱因斯坦称为“鬼魅般的距离作用”,因为它似乎突破了我们对物理世界的基本认知。

纠缠中的两个粒子可以瞬间感应到彼此,速度远超光速,甚至超过了光速的10000倍!这一发现无疑给科学界带来了巨大的冲击,考虑到相对论中有光速限制,这是不是意味着量子力学真的违反了相对论的“光速限制”?

我们需要先了解几个关键概念。所谓量子纠缠,是指两个或多个粒子处于一种特殊的叠加态,在这种状态下,每个粒子的具体状态无法独立确定,只有当它们作为一个整体进行测量时,其结果才能明确。这就是著名的“薛定谔的猫”实验所揭示的原理。此外,当我们观察量子系统时,会导致波函数坍缩,即系统的状态突然从不确定变为确定。这两个现象都是量子力学的核心内容。

这并不意味着量子力学真的违反了相对论的光速限制。事实上,量子纠缠本身并不能用来传递信息。因为当你试图通过量子纠缠来传输消息时,你必须先将纠缠的粒子分离,并对其进行观测,使其波函数坍塌,从而获得具体的信息。但这个过程并不会比传统的通信方式更快。因此,即使量子纠缠的速度再快,也无法实现超光速通讯。

同时,虽然量子纠缠的速度惊人,但它并没有挑战到相对论的基础框架。相对论告诉我们,任何物体都无法超过光速,这是因为光速限制本质上是一个局域性的约束,即在一个特定的空间区域内,信息传播的速度不能超过光速。

而对于量子纠缠来说,它涉及的是非局域性的影响,即在不同区域之间,粒子间的关系并非简单的因果关系,而是更为复杂的关联性。所以,尽管量子纠缠的速度极快,但它并未真正打破光速限制。

来打个比方就知道了。

把一副手套分开装进两个密封的盒子里,分别放在相距1000光年的两个地方。

假设你打开其中一个盒子,发现是左手套,那么立刻就知道1000光外的另一只手套是右手套,这个过程是瞬间完成的,而当我真的打开另一只手套时,当然发现真的是右手套。而这两只手套就相当于两个纠缠中的粒子。

但是问题是你的观测行为本身会导致波函数坍缩,我不知道这是你的观测导致的坍缩还是我自己的观测导致的坍缩。要想知道必须用光速进行沟通,而光速传播信息还是传统的信息传播方式,并不能用量子纠缠来传递信息!

实际上,量子力学与相对论并不是彼此对立的理论,而是分别适用于不同的物理场景。量子力学主要描述微观世界的规律,如原子、分子等的行为;而相对论则主要用于宏观尺度上的物体,例如行星、星系等的运动。两者各有侧重,但在某种程度上又互相补充。

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