在大眾的認知里,宇宙速度的“天花板”是光速,任何物體或信息的傳遞都無法超越這一極限,這是愛因斯坦狹義相對論的核心觀點。
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然而,量子糾纏現象的發現,讓人們對這一認知產生了動搖。研究顯示,量子糾纏的速度至少是光速的10000倍 ,這一數據仿佛打破了宇宙速度的限制,難道相對論錯了嗎?想要弄清楚這個問題,我們得先深入了解量子糾纏和相對論。
量子糾纏是一種量子力學中的奇特現象,當兩個或多個微觀粒子相互作用后,它們會形成一種特殊的關聯狀態,即便粒子相隔甚遠,對其中一個粒子進行測量或操作,另一個粒子的狀態也會瞬間發生相應改變,就好像它們之間存在著一種超越時空的“心靈感應”。
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比如,有兩個處于糾纏態的粒子A和B,無論它們相距多遠,當我們測量粒子A的自旋為向上時,粒子B的自旋會立刻變為向下。2016年的一項實驗證明,量子糾纏的波函數坍縮速度至少是光速的1萬倍,這一現象與我們日常生活的經驗大相徑庭,也讓不少人對其是否違反相對論產生了疑惑。
狹義相對論提出,真空中的光速是宇宙中最快的速度,任何具有靜止質量的物體都無法達到或超過光速。
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這是因為隨著物體速度趨近光速,其質量會趨向無窮大,推動它加速就需要無窮多的能量,而這顯然是不可能實現的。相對論的光速限制,本質上是對信息和能量傳遞速度的限制,它強調了因果律在宇宙中的普適性。
那么,量子糾纏速度遠超光速,是否意味著相對論被打破了呢?答案是否定的。
雖然量子糾纏的速度驚人,但它并不違反相對論。原因在于,量子糾纏并沒有傳遞實際的信息或能量。當我們對處于糾纏態的一個粒子進行測量時,另一個粒子狀態的改變是隨機的,我們無法控制第一個粒子的狀態,來向第二個粒子傳遞特定的信息。
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例如,你和朋友分別拿著處于糾纏態的粒子,你想通過改變自己手中粒子的狀態,向朋友傳遞“今天見面”的信息,但你無法控制粒子按照你的意愿改變狀態,所以也就無法完成信息傳遞。
從本質上講,量子糾纏所展現的超光速現象,更多的是一種量子態之間的非定域關聯,反映了微觀世界的奇特性質,與我們日常生活中,通過物質或能量傳遞來實現的速度概念有著本質區別。
在量子糾纏中,沒有物質或信息從一個粒子傳遞到另一個粒子,只是波函數坍縮的速度非常快,而相對論限制的是信息和物質的移動速度,并非所有速度。
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量子糾纏速度超光速,并沒有違反相對論。
這一神奇的現象,不僅沒有顛覆相對論,反而拓展了人類對宇宙的認知邊界,讓我們看到微觀世界與宏觀世界的巨大差異,感受到物理世界的奇妙與深邃。未來,隨著對量子糾纏研究的深入,相信人類會解鎖更多宇宙的奧秘,創造出更多科技奇跡 。
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