在饭桌上,董教授介绍了一些量子科学前沿技术的应用,以及量子为什么不能够进行通讯的原因。
"董教授,我还有一个问题,量子为什么在观测或者测量后,就会出现量子塌缩,这件事让人很费劲,你能不能从个人角度给我们分析一下。"
大斌对于这个科学未解之谜很感兴趣。
董教授喝了杯茶,慢慢说道:"我们大家都知道,有一个非常有名的思维实验,**谔的猫。把一只猫和一个放射源一起装进一个盒子,放射源会随机放射出粒子触发盒子里的机关释放出毒气,如果放射源没有放射粒子,猫就是活着的,反之猫就是死的。"
"当我们不打开盒子时,猫处于死和活的叠加态,猫既是死的也是活着的,当我们打开盒的那一瞬间,猫的生死才确定下来。这个思维实验是对量子行为通俗的比喻,这只不死不活的猫体现出了量子无比怪异的行为。"
"还有那个著名的双缝干涉实验,在观测与不观测的条件下,会出现不同的结果。"
"这些都是量子表现出来的现象,或者说是一种难以让人理解的结果,在这结果的背后,肯定会探索出一种颠覆现有逻辑思维的理论。"
"这种理论既需要可以解释《相对论》,也能把《量子力学》说清楚,在现有的理论体系下,这两种理论是相对立的,它们之间存在矛盾,《相对论》和《量子力学》不能互恰,两者不能做到统一。"
"到现在为止也没有哪个科学家能理解量子的怪异行为,但量子力学却为现代科学做出了巨大的贡献,无数的证据证明量子力学是正确的。"
一口气说了这么多,董教授停顿了一下,整理了思绪,然后继续说道:"至于我的猜想,是从一本小说得到的灵感,《三体》你们都看过吗?"
"看过!"众人异口同声。
"里面说到有一种逆天的武器,叫做二向箔,能把三维世界变成二维世界。"
"是啊,那个武器很牛逼啊,小时候看到那一段,感觉人类太渺小了。"王灏一阵感慨。
"我个人猜测,量子纠缠是二维世界的一种存在。"
"二维世界?能不能举例说明,这样更容易理解你的想法。"吴皓皱着眉头说道。
这种科技前沿的理论猜想,虽然高深,但是在一个靠谱的专家嘴里,肯定能够说出通俗易懂的解释。
董教授沉默了许久,直到他想清楚了应该如何解释,才开口说道:"实验告诉我们,如果两个光子一开始被纠缠在一起,那么它们便会组成一个纠缠系统,即便彼此相距多么遥远,两者都会同时感应到对方。"
"如果经典物理的计算方法,距离等于速度乘以时间,要解释这种现象,会有一种可能性,那就是距离等于零,时间也等于零,这条经典的物理计算公式就成立了。"
"也就是说,量子纠缠并不在于三维空间里,而是存在于二维空间。"
"你们看我手里的这张纸,把它比喻成二维空间,从侧面来看,它就成了一根线,相互纠缠的量子,在纸面上是这两个点,然而在测量的时候却是在那条线上,也就是说,我们在这条线上观察二维空间,这两个点其实是重合的。"
"或者,用另一种方式来理解,熟悉《相对论》的人一定知道时间和空间都是相对的,物体的运动速度越快时间流逝就越慢。空间在运动方向上就压缩的越短。当运动速度达到光速时,时间就会停止,空间就会从三维压缩成二维。"
"那么对于光而言,它的速度达到了光速。时间是停止的,我们过了一天,光只过了零秒,我们过了一年,光还是过了零秒,宇宙过了137亿年,光依然是零秒,对光而言时间永远是静止的。"
"同时,对光而言宇宙中一切的三维物体,小到一粒芝麻,大到一颗恒星,甚至整个宇宙都是二维平面的,空间对光而言是不存在。"
"我们看到太阳早上从东方升起,晚上从西方落下,我们看到先有人开枪后才有人中弹,但对光而言,这一切都是同时发生的,太阳同时在天空的任何位置,开枪和中弹也是同时发生的,这就是本人根据《相对论》提出的猜想。"
"假设我们可以站在黑洞边缘,这时从远处射过来一束光,由于黑洞巨大引力使光无法逃离,这束光只能围绕黑洞旋转。在我们看来,这束光是不是变成了一个粒子?是不是从光速运动的能量变成了相对静止的物质?"
"能量世界和物质世界相差一个光速,时间和空间相对不存在。量子世界的一天也好,一年也好,对我们而言都是同时的,量子世界的次序对我们而言没有意义。对我们而言量子世界的时间是叠加在一起的,所以量子处于叠加态。"
"量子世界的空间对我们而言同样也没有意义,一对纠缠量子之间不管相距多远,花了多长时间来传递信息,对于我们而言都是同时发生的。这就是为什么量子纠缠不需要时间。"
"由于量子世界的对我们而言不存在三维空间,一切物质都是二维的,我们把一个三维球压缩成一个平面圆,我们就会发现这个圆上物质的分布不是平均的,而是从边缘到中间物质密度越来越大,以波函数的形式分布。"
"同样,假如一个量子做的是圆周运动,对我们而言它只是概率性的出现在某个地方,圆周运动的概率刚好是正弦波函数。"
"当我们不去观测量子时,量子处在叠加态,当我们观测量子时,就在量子的时间轴上取了一个值,这个时间只对应着量子的唯一状态,我们这种观测行为导致了量子叠加态塌缩。"
"由于量子世界相对我们处在叠加态,量子世界的时空对我们而言不存在,我们的观测行为只是在量子世界的时间轴上取了一个特定值,所以我们就有可能先观测到结果,反观测到原因,但不要误以为量子世界是先有结果后才有原因的,量子世界的先果后因只是我们的观测现象。"
董教授一口气说出了他的猜想,在座众人都沉默了,在消化他说出来的话。