量子纠缠与薛定谔的猫

量子力学是被爱因斯坦和玻尔用“上帝跟宇宙玩掷骰子”来形容的学科，也是研究“极度微观领域物质”的物理学分支，带来了许许多多令人震惊不已的结论，例如：相隔千里的粒子可以瞬间联系（量子纠缠）；不确定的光子可以同时去向两个方向（海森堡测不准原理）；更别提那只理论假设的猫既死了又活着（薛定谔的猫）。诸如以上，这些研究结果往往是颠覆性的，因为它们基本与人们习惯的逻辑思维相违背。如今与人类刚刚涉足量子领域的时候相比，人们不得不承认，量子力学虽然依然看起来奇异而陌生，但量子力学在过去的100年里，已经为人类带来了太多革命性的发明创造。正像《量子力学的奇妙故事》一书的引言中所述：“量子力学在哪里？你不正沉浸于其中吗？”“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加的著名思想实验，也是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。这里必须要认识量子行为的一个现象：观测。

实验如下：在一个盒子里有一只猫以及少量放射性物质。之后，有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，同时另有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将存活下来。根据经典物理学，在盒子里必将发生其中的一个结果，而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。在量子的世界里，当盒子处于关闭状态，整个系统一直保持不确定性的波态，即猫生死叠加。猫到底是死是活必须在盒子打开，外部观测者进行观测，物质以粒子形式表现后才能确定。这项实验旨在论证量子力学对微观粒子世界超乎常理的认识和理解，可这使微观不确定原理变成宏观不确定原理，即客观规律不以人的意志为转移，猫“既活又死”显然违背了常识。(https://www.daowen.com)

量子纠缠与“薛定谔的猫”类似，只不过“薛定谔的猫”是同一事物处于不同状态的叠加，量子纠缠则是有两个以上事物都处于不同状态的叠加。这些事物彼此之间一定有明确的关系。例如，我们从北京买了一副手套，把手套中的一只寄到香港，另一只寄到纽约，那么寄到香港的是左手戴的还是右手戴的？如果香港的人收到后确认是左手的，那么纽约的人就必然收到右手的，因为手套是左右配对的。一旦寄出，寄的过程中不确定。但是一个人只要确定他手套的左右，另一个人不用观测就能够确认。这就是一个形象的量子纠缠比方。量子力学大量实验证明，如果把同一个量子体系分成几个部分，在未检测之前永远不能知道各个部分的准确状态；如果你检测其中之一，瞬间其他部分就会调整为与之相应的状态。这样的量子体系状态就叫作“纠缠态”。