也通俗说一下量子纠缠

也通俗说一下量子纠缠
首先要说啥是“量子”
量子是个形容词，“量子某某某”，指的就是对于非常非常小的物体的某某某物理现象的研究。

当研究的对象小到原子以下，甚至更小如电子时，适用于它们的物理规律就完全不同了。

比如，对于宏观的物体——砖头，你一搬它就起来，放在哪就是哪。

但是如果考虑组成砖头的那些个原子，它们可不是像小号的砖头那样堆在一起的。

你甚至根本说不清楚它们在哪。

它们所遵循的物理规律和宏观的砖头完全不同。

大概就因为这个，蚁人兄弟把自己缩小到量子领域后，就能大显神通了。

什么是“量子纠缠”？
“量子纠缠”指的是两个以上的“小东西”之间存在的密不可分的联系。

这样说很玄，我们用宏观事物举例子：
买一双鞋，然后把两只分别包起来，随机快递给两个朋友。

在两个朋友打开包裹之前，两个人都不知道自己收到的是左脚还是右脚。

直到有一个人拆开包裹，发现自己收到了左脚，那么他就可以立刻断定，另一个人收到的是右脚。

并且，无论两个朋友距离多远，就算一个在地球上，一个带着包裹登月去了，那么这个实验仍然会成功。

如果把两只鞋子换成两个纠缠在一起的粒子，那么这就是一个量子纠缠的演示实验。

怎样？并没有很稀奇。

强调一点，有一些文章说，量子纠缠状态的两个粒子，无论距离多远，如果改变其中一个的状态，另外一个都会瞬间改变。

这是个绝对错误的论述！
就像两只鞋子，打开包裹后，就算有一个朋友对收到的左脚不满意，他也不能把它变成右脚。

就算他真的找裁缝把鞋子改了，也不会影响到另外那个朋友手里的那只右脚。

对于微观粒子来讲，当你去做实验观察一边的粒子状态时，其实就已经打破了纠缠，两个粒子此后就没了关系，对一边的粒子做什么都不会影响另一边。

既然鞋子也能“纠缠”，那量子纠缠有什么神奇之处？
现在，假想我们把实验中的鞋子换成两粒骰子，分别寄给两个朋友，并让他们记下打开包裹时看到骰子的点数。

不用想，两人看到的点数没有任何联系。

为什么两只鞋子一定是一左一右，而两颗骰子点数会毫无关系？
这是因为，对于鞋子，虽然在打开包裹之前我们不知道答案，但是可以确定，装着左脚的那个包裹，从你打包的那一刻起，自始至终装的就是左脚，再也没有改变过，哪怕没有人知道。

物理学家管这种没人知道，或者无法测量，但实实在在确定的事实，叫做“隐变量”（hidden variables）。

所以说，鞋子总是一左一右，是因为每只鞋都存在对于两个朋友而言无法提前观测的“隐变量”。

两颗骰子则不同。

根据经验，盒子里的骰子是完全随机的，打开盒子之前就不存在确定的点数。

因此，你的经验告诉你，两个朋友打开盒子时，看到的点数肯定彼此无关。

然而，如果这个实验做了10次，发现两个朋友报告的点数总是相同的，那么你会如何解释？
可能性1：骰子不均匀，比如两颗骰子都有同一面很重，这样对面总是朝上。

这就是说，每个骰子仍然有隐变量——不均匀的重心，只是更加隐蔽。

但如果对于微观粒子而言，量子力学的理论基础认为并没有什么隐变量。

相信隐变量，是动摇量子力学根基的事情。

可能性2：骰子中有智能通讯芯片，一旦一个盒子被打开、被看到，它瞬间会通过先进的5G网络联系另外一颗骰子，快速旋转到同一面。

事实上，5G的速度都不够快。

两个朋友距离之远、打开盒子的时间差之近，可以达到即使是光速都无法把一个盒子打开的信息传递到另一个去。

这就是爱因斯坦遇到的难题。

以当时的技术，虽然没有做实验，但他用两个纠缠的粒子的量子力学表达式，当作这两个骰子，通过精妙的数学推理，证明了观测结果总是相关联的。