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标题: 路谈量子 [打印本页]

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:16
标题: 路谈量子


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路人乙路遇柳之心，礼毕问曰：鄙兄人甲尝与先生论气，何故未见续谈？

柳：“先生”不敢当，兄弟称呼最是恰当。近来未遇人甲兄，以后遇到当继续胡论。

路人乙：我亦有一惑，不知柳兄能解否？

柳：请讲。我当知无不言，错不负责！

路人乙：哈哈哈，柳兄真趣人一个！路谈不过解闷而已，我若信了路旁闲谈而上了当，是我分辨不明，怎么会责怪与你？但我还听说“俗语常言合至道”，说不定你说的是真理呢？

    我一直有个疑惑，网上传的沸沸扬扬的“量子纠缠”是怎么回事？柳兄知道不？

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:16
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柳：哦，略知一二。但，要说清楚“量子纠缠”，必须先清楚“量子叠加态”。

路人乙：那，量子叠加态是怎么回事？

柳：要说清楚“量子叠加态”，必须先清楚量子的一些特点；要清楚量子的特点，得先清楚什么是量子。

路人乙：那么，量子是个什么东西呢？

柳：量子不是一个具体的东西！

路人乙：晕！

柳：咱从头捋，就不晕了！

路人乙：怎么捋？

柳：从“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”开始。

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:17


3
路人乙：这个我知道，这是《南华经》里的话，辩士狡辩的话题之一。

柳：说是狡辩，以前还真不好证明，但现代科学能证明了。就是说，将一个事物无限分割下去，小到足够的程度，就再也不能分割了，这个不能再向小处分割的长度、或者体积、或者其他的量，就叫量子。

路人乙：那为什么说量子不是一个东西？

柳：应该说，量子不是一个具体的东西，比如光，小到不能分割时就是一个光子，叫光量子，据说空间分割到最小时叫空间量子，时间分割到最小时叫时间量子。

路人乙：噢，那就是说，量子是指一类事物，而不是一个具体的事物。比如，我们说五行的土，也是指一类事物，而不是一个具体的事物。

柳：嗯嗯嗯，差不多就是这个意思！

路人乙：那好，那差不多就行。咱们可以往回捋了，哈哈，那量子有什么特点？

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:17


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柳：量子的特点有很多，比如说，量子很小......

路人乙：噢噢噢知道了，很小、很精细的东西的就是“量子”嘛！比如我听说有一种“量子中草药”技术，说的就是将植物、矿物药弄得很细，这就等于“量子”了吧？，

柳：量子是很小，但很小不等于量子！诚如你所说，所谓的“量子中草药”技术就是将植物、矿物药弄得很细！然后就附会个“量子”的名号，再然后容易吸收啦、能量啦、共振啦等等现代科学的名词都拿来给他的这个“量子中草药”站台！其实这就是拿“量子”这个词来装神弄鬼，与真正的量子无关。

  但我们可以说量子的特点之一就是：很小。一定是微观尺度上的东西。

路人乙：哦，量子除了很小，还有什么特点？

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:17


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柳：因为量子很小，所以任何测量量子的手段都会对量子的状态产生极大的干扰，导致它的状态产生极大变化......

路人乙：stop！你这个说的太绕口了，你不是善于说通俗的话吗？请通俗一点说。

柳：呃.....通俗点说就是，你不看他，他会保持原来的状态；倘若你一看他，刚看明白他的一个状态，他的这个状态就变了，就不是原来的样子了。

路人乙：￥%*）*）￥##@￥！#%？

柳：那我打个比喻吧，假如有个“量子兔”，那么，这个“量子兔”只能偷偷的活，你不能仔细看他。一旦你看清楚...比如他的性别、他头朝方向、他的体长、颜色等等任何一项，那么他就会立马死掉！

路人乙：哎，这么娇贵？就是说，我们这辈子只能有机会看它一眼？！珍惜吧！五百年的轮回，只换得今世一眸！
       那可以总结为量子特点2：不能看，一看就完蛋！

       还有什么特点？

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:17


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柳：另一个特点是有关量子的产生。我们只知道产生了一个量子，但不知道他的特性。用这个“量子兔”来说，就是小“量子兔”出生了，我们只能知道生了一个小兔子，但我们不知道这个兔子是雌兔还是雄兔。因为前面说过，一旦看清楚雌雄，他就死掉了。而且我们也不能控制让母量子兔生个雄兔或者雌兔，只能听老天爷随机安排。

路人乙：噢噢噢噢，明白了！就是说，别人有一个量子兔，你拿来看了一下是雄兔，但看死了。要想还人家一个一样的活量子兔就不大可能了。

柳：对对对！

路人乙：那么量子的特点3是：量子不能复制。

        还有其他特点呢？

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:18


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柳：先说这几个吧。可以往回捋“量子叠加态”了！

路人乙：好好好！

柳：量子物理界一般用“薛定谔的猫”来说明量子叠加原理，但一般人也难以理解！用什么波的衍射、电子的干涉等实验来证明，也是一般人的思维难以企及的，更不用说什么这个方程、那个函数的了！

路人乙：那咋办？

柳：我们还用刚才的兔子说事吧。来做个思想实验：猜猜兔窝里量子兔的性别！

   我们请两个古代贤者来猜，赌注是自己的名誉！猜对了就是个道德高尚的人，猜错的就是个卑鄙无耻的人！

路人乙：为什么要请古人？

柳：请现代人也可以，如果找现代人来做，赌注得换成万亿财富！因为很多现代人已经对名誉不在乎了，只在乎钱财。

路人乙：你这是影射谁？

柳：哈哈哈哈，今天天气很好！

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:18


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柳： 继续实验：结果自然很明白，如果找一万个兔子来猜，应该都猜对一半！关键的第一万零一个兔子的决胜局来了！
     在名誉面前，经过仔细审慎细致全面深刻地物理的数学的盘点，认为二人都应该不错才对！

路人乙：你这话说的，不错当然就是对。

柳：哦，我说的话有歧义。我是说，他们认为，二人都应该不错才符合事实！

路人乙：怎么个意思？我怎么糊涂了？这和“量子叠加态”有什么关系？

柳：太有关系了！因为二人经过研究，通过多种数学演算，发现，这种量子兔在去分辨雌雄以前，就是处于叠加态，是雌雄叠加体！所以，猜雌是对的，猜雄，也是对的！

路人乙：但最终看清楚以后还是有一个人是错的啊？

柳：对！所以，古人为了解决这个矛盾，就又创造了一个词：坍缩！

路人乙：坍缩？这又是个什么东西？

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:19


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柳：对，坍缩。但坍缩不是一个东西，而是一种现象，量子特有的一种现象。

    古人认为：这个量子兔，在没被看以前，是处于叠加态。被人看见以后，他的状态就坍缩成了一个，要么是雌的，要么是雄的。这就是为什么人们看到的是一种性别而不是难以理解的叠加的性别。

路人乙：量子兔是你的发明，不是古人的！哦哦哦哦哦哦，你的“量子兔”也是抄袭的“薛定谔的猫”！我明白了。

      那么就是说，在没看以前，这个量子兔既是雄的也是雌的，所以古二贤都猜对了。但看了以后，量子兔的性别就坍缩成一种了，虽然看起来是有一个贤人猜错了，但那是兔子的问题，不是贤人的问题！完美！太完美了！！！

柳：嗯，差不多就是这样！虽然乍看起来似乎荒唐，但你仔细深入地想想，如果真的存在一个这样的量子兔子，你还真得这样解释！而且，古人还创造了很多数学分析，也符合这种解释。

路人乙：嗯，该往回捋“量子纠缠”了吧？

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:19


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柳：嗯，可以了。
    我们再来做一个实验：在一个兔窝里放进两只量子兔，会发生什么现象？

路人乙：两只兔子互怼打架？

柳：这个兔窝又不是中医药论坛，见了就打架！你再猜！

路人乙：有一只气死了？

柳：哈哈哈，这不还是跟打架差不多？还是我说吧，会不会过一段时间，窝里有小兔子出现？嗯哼？

路人乙：哈哈哈哈，真有你的！只有这两只兔子是一雌一雄，才有可能，如果是两雌或两雄，你就是等一万年，也不可能有小兔子出现！

柳：哈哈哈对对对！如果有小兔子生出来，我们称，原先这两只量子兔产生了“纠缠”。

路人乙：嗨！这叫什么事？你这样说不会涉黄吧？

柳：严肃点，你想想，产生了纠缠的两只量子兔有什么特点？

路人乙：继续生小兔子！

柳：端正思想昂哈哈！还是我说吧！

    产生纠缠的两只量子兔，肯定是一雌一雄！

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:19
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路人乙：那还用你说，谁都知道！

柳：如果我们逮到一只看看雌雄，比如，看清楚了，逮到的是一只雄的......

路人乙：那这只兔子就死了！

柳：但另一只没死！另一只是雌的还是雄的？

路人乙：这只是雄的，当然另一只是雌的！

柳：这不是很了不起吗？我们并没有看另一只量子兔，但知道了他的性别！！！是不是很了不起？

路人乙：这不很简单吗？有什么了不起？

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:20


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柳：这就是利用了“量子纠缠”啊！你认为简单？去想想那个哥伦布竖鸡蛋的故事。

    我们继续做实验：首先，我们找到一对纠缠的量子兔，你闭眼提一个，我闭眼提一个...

路人乙：闭眼不就是防止兔子死了吗！我们用一个布袋把兔子装起来不就行了吗！

柳：还是你聪明！我们一人提一个量子兔布袋，你去广东，我去北京。在此前，我并不知道你提的是雌兔还是雄兔，但，在我打开布袋看清楚我的兔子性别的瞬间，我就知道你提的是啥兔子了！同理，你也知道我拿的是啥兔子了。而且只有我们两个人知道，没有第三个人知道。

    这就是量子通信！
    保不保密？保密！
    快不快？快！
    惊不惊喜？惊喜！
    最惊喜的是，从我想知道你那只兔子的性别到真知道，只是瞬时，比光速还快！

路人乙：不对！有什么保密？如果我半路被人偷走看了，再给我塞口袋里.....哦哦，那兔子就死了，我就知道泄密了！但别人再给我塞进一个一样的呢？

柳：前面说了，量子兔不能复制，任何人不能给你一个活的又确切知道性别的量子兔。

路人乙：我其实对这个速度比光速快更感兴趣，人们说这就是超时空传递信息。中医针灸就是用了这个原理，可以子病针母，就是超时空传递了针灸信息。

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:20


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柳：这和你前面说的“量子中草药”是一路货色！如果你认为母亲针灸的信息通过量子纠缠传递到了儿子身上，那至少要先证明母子有了“量子纠缠”关系；为了证明母子有了“量子纠缠”关系，必须先证明人体有量子叠加性；为了证明人体有量子叠加性，必须先证明人体有量子的特点！

这些有吗？有吗？有吗？

路人乙：算了，别激动，反正我也不信。信了也不用你负责！喝口水先！

柳：咕咚咕咚......你....不信什么？

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:20


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路人乙：我不信“子病针母”和不信“量子纠缠”正处于叠加态！哈哈哈....

柳：哈哈，人乙兄真会学以致用啊！

路人乙：我忽然觉得，你说的“量子叠加态”在怀孕这件事上就存在，不一定非要量子。

柳：嗯哼？

路人乙：你看，女人怀了孕，怀的是男是女事先谁也不知道，很多父母预先取名字，都是按男女各取一个名字准备着，这不就是叠加态吗？一旦出生，我们知道了男女，这不就是叠加态坍缩了成了唯一态吗？

是不是？是不是？是不是？这个例子说明，你的量子理论不成立啦哈哈哈！

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:21


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柳：哈哈人乙兄果然聪明！
    但我首先声明，量子理论不是我的，量子现象是古人在差不多百年前就发现了的！
    其次，你找的这个怀孕的例子，与量子叠加真的有很多相似之处，但二者有本质的不同。胎儿的是男是女，只是一种可能性，但只能是其中之一；然而叠加态的量子，是两种状态共存！是不是很难理解？是的，因为聪明如爱因斯坦，开始都不相信。

路人乙：那凭什么我们就要相信？

柳：事实！实事求是！

路人乙：什么事实？怎么求是？

柳：因为宏观世界没有真实可以拿来用以实验，说明量子叠加的事物，所以只能假设个“薛定谔的猫”、“量子兔”来说明。但假设的东西又有很多局限性。你问到事实，就只能用真的量子态的东西来说。

路人乙：你尽管说，我试着听。

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:21


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柳：嗯，我们先统一一个意见：为了证实真正的量子叠加态，我们需要一个实验，这个实验的结果能区分有几个对象参与了实验。

路人乙：我不明白你说的是啥意思！

柳：比如，假如每个找你看病的病人都要取一个挂号签，我想知道你昨天看了几个病人，但我又没时间一直跟着你。那么，我只要在晚上你下班后，数一下你收的挂号签就可以。如果只有一张，就说明你一天看了一个病人；如果有两张，就说明看了俩病人。

路人乙：呀呀呀，我这也太惨了点儿！

柳：我只是打个比方，数字说的少了好理解，没有贬低你的意思！

路人乙：别跑题啦，说你的真的量子。

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:21
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柳：好的，我说一个电子的双缝干涉实验。

    话说，电子就是一种量子。

    传统的实验是：一束电子（电子个数很多，数不清）通过两条窄缝时，那么，有的从这个缝过去，有的从另一个过去，这个好理解吧？

路人乙：嗯。

柳：那么，一束电子就被这个双缝给分成了两束，这个可以理解吧？

路人乙：嗯。

柳：按照古人的计算，这两束电子要发生干涉，会在后面的显示屏上打出一片条纹。事实上也是如此。这是百年前古人就做过的实验，现在相关专业的大学生也都要做这个实验。这是真实的事实，即使你没有见过这实验，你得承认，是吧？

路人乙：......嗯...!

柳：结论是：两束接近的电子会发生干涉。可以理解吧？

路人乙：嗯。

柳：现在继续试验，减少每次发射电子的数量，你猜，会发生什么？

路人乙：不知道。

柳：我告诉你，显示屏上继续出现干涉条纹。只是亮度低了。可以理解吧？

路人乙：嗯。

柳：现在继续试验，继续减少发射电子的数量，直到，每次只发射一个电子！！你猜，显示屏上还有干涉条纹吗？

路人乙：有......还是..没有啊？

柳：恭喜你，第一次答对了！还有干涉条纹！

路人乙：这说明什么？

柳：有干涉条纹，就说明，两个窄缝同时都有电子通过，注意是 同时！但，每次却只发射了一个电子！！
    就像看到你诊室有两张挂号签！但导诊台却说只有一个病人找你看了病！

路人乙：嗯？这不怪了吗？

柳：对，很怪。开始科学家以为实验装置有问题，就不断改进，但依然发现，这就是事实！一个电子，同时通过了两个窄缝。
    后来通过对更多更复杂、更精准的实验研究才明白，这个电子处于叠加态，它的路径是叠加的，两条路径同时存在。

    这不像孕妇肚子里的胎儿，性别只是我们还不知道而已，而是实实在在两种状态的叠加存在！

    后来的实验更确定，不但电子的路径，还有光子的偏振方向、电子的自旋方向等都存在叠加态。   

    可以理解吧？

路人乙：不可以理解！

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作者: 柳之心    时间: 2018-9-30 10:22


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柳:嗯，爱因斯坦也不理解，说明你已经和爱因斯坦一样聪明了！

路人乙：太烧脑。

柳：更烧脑的是量子叠加态的坍缩。

路人乙：你歇歇吧，你用量子兔说的坍缩就够玄乎的了！真实的实验嘛，我先缓缓再说！

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