相信大部分的人都听过量子物理学，也听过量子纠缠这个名词，那你相信吗？也许你也是一颗量子，在地球或宇宙的某处有另一颗量子正与你紧密纠缠！

 

想象一下，你现在有一只猫，而这只猫可能在这一刻是活的，也可能是死的，这听起来很荒谬，对吧？但在量子物理学中，这是可能发生的，这其实是著名的“薛定格的猫”的实验，薛定格是一位著名的量子物理学家，他提出了一个著名的概念，就是“量子纠缠”。

 

“量子纠缠”是指两个或多个粒子之间的一种神奇关系，即使它们之间相隔非常遥远，但它们却会同时发生相关联的变化。例如：如果你有两个量子 A 和 B 纠缠在一起，当你改变粒子 A 的状态时，粒子 B 的状态也会相应地改变，这种关系被称为“幽灵般的非局域性”，因为它们似乎可以瞬间地互相作用，即使它们相隔非常遥远。

 

如果你曾经玩过黑白猜谜游戏，就能更容易理解这个现象。想象有两个袋子，每个袋子里面各有一颗球，一颗黑球、一颗白球。现在你要把这两个袋子分别放在不同的房间里，让你的朋友进入其中的一间房间，他不知道那个袋子里面有什么球，只知道袋子里面有一颗球。而当你的朋友打开袋子后，他看到是一颗白球，这时，不管袋子在哪个房间，另外那个袋子里面的球就是黑球，这就是“量子纠缠”的概念。

 

诺贝尔奖得主约翰·贝尔在1964年提出了“贝尔定理”，他证明了量子纠缠是存在的。这个理论深刻地颠覆了我们对于自然界的看法，因为这代表在量子世界里，任意的两个粒子都可以互相影响，甚至在它们之间有一种看不见的力量在作用，听起来是不是很玄啊？

 

在量子物理学中，还有一个非常有名的实验，叫做“双狭缝实验”。当我们让一束光线穿过一个小孔时，它会形成一个光点；但如果我们在光点前面放上一个遮光板，遮住一部分光点，那么此光点就会变得较为暗淡。如果我们在遮光板上开两个小孔，让光线通过这两个小孔，最终形成的光点却会呈现出干涉条纹，这就是“双狭缝实验”。

 

但是更神奇的事情发生了，当我们想刻意观察这些光子通过小孔时，它们的行为却会发生改变。当我们不观察它们时，它们的行为就会像波一样，呈现出干涉条纹，但当我们观察时，它们的行为却又会变得像粒子一样，不会呈现出干涉条纹。

 

针对这种现象，科学家尝试进行解释：当我们观察一个微粒子时，我们实际上干涉了它的状态，使它从一个波的状态变成了一个粒子的状态。换句话说，观察者的存在改变了微粒子的行为。

 

量子纠缠与贝尔不等式的矛盾验证

 

“量子纠缠”和“贝尔不等式”是量子力学中的重要概念和定理。简单来说，“量子纠缠”是指两个或多个量子系统之间的关系，这些系统经过相互作用后，它们之间的状态是相互关联的，无论它们之间有多远的距离，它们的状态都是相互关联的。“贝尔不等式”是一个数学公式，用于检验量子力学是否能够解释物理系统之间的相关性，即“局部实在性”的原则。

 

具体来说，当两个量子系统经过相互作用后产生纠缠时，它们之间的状态是相互关联的，且任何一个系统的测量都会立即影响到另一个系统的状态，这种现象被称为“量子紊流”。

 

“贝尔不等式”提供了一个方法，可以测试这种纠缠是否遵守局部实在性的原则，如果实验结果符合贝尔不等式，则纠缠的状态可以被解释为符合局部实在性的物理理论；但如果实验结果不符合贝尔不等式，则这种纠缠现象就不能被解释为遵从局部实在性的物理理论，反过来反而可以证明这是量子纠缠现象所表现出来的特点。

 

看到了这里，你是不是已经堕入了伸手不见五指的思维浓雾中呢？

 

一位著名的量子物理学家也是诺贝尔奖得主理察·费曼（Richard Feynman）曾经说过：“如果你认为你理解了量子力学，那你就是没有理解。” 这句话充分体现了量子物理学的复杂性和奇妙性。

 

在现代科技中，量子物理学的应用非常广泛，例如：在量子计算、量子通信、量子加密、量子计算机等方面都有非常重要的应用。因此，我们可以看到量子物理学的发现和研究不仅推动了科学的发展，也对我们对世界的理解带来了巨大的贡献，尤其是对接下来的未来世界。

 

推荐给好奇的大家，可以在家或学校进行的量子实验：那就是知名的双狭缝实验。

 

明腾老师偷偷跟大家说，也许真正的科学真相是玄学，而中国古代的老子和庄子其实是很厉害的量子物理学家！