Re: [問題] 量子糾纏
: 那麼為什麼實際上的情況不可能是:
: A和B糾纏時 已經決定好誰是up誰是down 而且是隨機的 只是我們沒辦法知道
: 而當我們觀測到A是up時 那當然B是down
: 這樣解釋的話 兩粒子之間不需要什麼"spooky like effect"阿?
: 就好像糾纏以後兩個粒子都是個黑盒子 只是其實已經決定好誰是up誰是down
: 只是我們打開時才能知道 而打開之後 兩個粒子之間也不再有互相影響的能力
: 這樣解釋不是也通?
: 請各位前輩賜教 感謝!
我覺得我一定是有某種強迫症,才會每次一看到類似的問題都被吊出來 @@~
我來解釋你這個問題好了,你這種說法是傳統的抽鬼牌理論. 這是什麼東西?每次我在
跟別人解釋量子糾纏的時候,總會有人問我,有沒有可能真實的圖像是這樣的:
現在桌上有兩張牌,一張是鬼牌,一張不是. 那麼如果現在我確定A抽到鬼牌(spin up)了
,那B就肯定不是鬼牌啦(spin down). 這有什麼糾纏可言?
大多數初次碰到量子力學,或是量子糾纏這樣觀念的人,都會容易進到這樣的迷思之中.
這聽起來滿合理的.如果抽鬼牌就可以解釋了,那幹嘛還要量子力學? 我通常不怪他們
沒學好量子力學,而是怪教科書寫得不好. 因為大多數的QM課本確實是這樣教的.
但是我要強調:量子糾纏不是抽鬼牌!
如果我來寫課本,我會討論到更深的問題. 首先我們來看,如果兩的粒子分開了,僅止
是抽鬼牌,那麼接下來這兩張牌的時間演化,鬼牌的永遠是鬼牌,非鬼牌的永遠是非鬼牌.
但是量子糾纏美妙的地方在哪呢? 當兩個粒子分開了之後,系統的波函數應該是:
(1/sqrt(2))*( |u1>|d2>+|d1>|u2> )
如果是抽鬼牌,那麼系統的波函數應該是:
|u1>+|d2> or |d1>+|u2>
所以一個系統到底是不是量子糾纏,是完全可以被嚴格檢驗的,如果你光測量spin,
你能夠得到的資訊只會是A跟B的spin. 若此,上面兩個波函數確實分不出來. 為什
麼? 因為當你做這個測量的時候,對於第一個波函數,你能量到的只能是"約化密度矩陣"
(如果不懂什麼是約化密度矩陣,Reduced density matrix就去翻一些深一點的書)
偏偏這個剛好,第一個波函數的約化密度矩陣剛好就跟第二個波函數是一樣的.
所以這樣的測量,你當然會把量子糾纏誤認成抽鬼牌的遊戲.
所以要分別到底是抽鬼牌,還是量子糾纏,你必須做更複雜的測量. 好比說,我對一個
量子糾纏的系統外加一個磁場,或者是某些微擾,這個時候系統自旋的波函數就會開始
產生時間演化.在時間演化的過程中,到底是從第一個波函數來作演化還是第二個,結
果就可能完全不同了. 所以到底是糾纏還是抽鬼牌,這是完全可以區分的.
類似的例子還發生在薛丁格的貓問題上,常常也會有人問我,一隻貓非死即活,
不是也跟抽鬼牌一樣嗎? 我還是會說,這完全不同!
一張鬼牌,你抽到了,這張鬼牌完全不會有時間演化. 今天使鬼牌,明天是鬼牌,
後天還是鬼牌. 永遠不會變. 但是量子力學怎麼說的呢? 量子力學說,貓應該
是半死不活,什麼意思? 測量前: (1/sqrt(2))( |die>+|live> )
測量後呢? 假如測到了|die>吧,到目前為止都跟抽鬼牌沒什麼兩樣,但QM美妙的
地方在於,從|die>這個狀態開始做時間演化,只要給出足夠長的時間,這隻貓總會
有一定的機率在又跑出|live>的分量.換言之,一個純粹的QM理論之中,"死而復生"
是完全可能的,而且不違反物理定律的! (這或許給了很多相信耶穌在十字架上重
生的基督徒一個科學上的依據).
解釋到這裡,可以明白為什麼量子力學不是抽鬼牌了嗎?
不過我相信,看到這裡很多人也更糊塗了,如果量子重生是完全可能的,為什麼在
現實生活中我們沒辦法看到這樣的狀態? 量子力學的微觀世界為什麼跟古典的宏
觀世界總是存在著一條無法跨越的鴻溝? 冥冥之中,到底上帝用了什麼手段來扭
轉量子世界的規律,讓這世界上所有的生命都拒絕不了生老病死的法則?
案情發展到這裡,夏洛特-福爾摩斯 陷入了長長的沉思,他想起了他那句名言:
"當你排除掉了所有的可能之後,剩下來的那個答案不管多荒謬,這就是真相!"
於是他點起了一根菸,看了看天花板上的水晶吊燈...一瞬間一個單字閃過了
他的腦海...
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