01熵4天前
打破相对论的实验?真有多重世界? 本视频深入探讨了量子力学中最具争议和革命性的思想之一:量子纠缠如何挑战爱因斯坦的局域性原理,并揭示了宇宙中超光速影响的可能性。 故事始于1935年,爱因斯坦、波多尔斯基和罗森(EPR)提出著名的思想实验,质疑量子力学的完备性,认为其中隐含的超距作用违背了相对论。他们认为量子力学存在“非局域性”问题,必须存在某种局域隐变量理论来解释量子现象。 然而,爱因斯坦的质疑长期被主流物理学界忽视,直至1964年约翰·贝尔提出“贝尔定理”,将哲学争论转化为可实验验证的科学问题。贝尔证明:如果存在局域隐变量,实验结果必须满足某个不等式;而量子力学的预测则违反该不等式。 视频详细介绍了阿兰·阿斯佩等人进行的经典贝尔实验,结果表明:量子力学的预测与实验结果一致,局域隐变量理论被证伪。这意味着量子纠缠确实是一种非局域现象,测量一个粒子可以瞬间影响其纠缠伙伴的状态,即使它们相隔遥远。 但量子纠缠并不违背相对论的核心原则,因为这种“超光速影响”无法用于传递信息,避免了因果悖论。视频也探讨了量子力学的不同诠释,包括: 哥本哈根诠释(主流,承认非局域性) 多世界诠释(试图恢复局域性,但引入平行宇宙) 最终,本视频揭示了: 爱因斯坦对量子力学的质疑并非“无法接受新理论”,而是深刻指出了其与相对论的根本冲突。 贝尔定理不仅解决了EPR争论,也重新定义了我们对“现实”“局域性”和“信息传递”的理解。 量子力学的非局域性已被实验证实,成为现代物理学(如量子计算、量子通信)的基础。 这是一场关于现实本质的深刻对话,也是科学史上最激动人心、最具哲学意义的探索之一。#科学 #物理 #相对论 #量子纠缠
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爱因斯坦,相对论。 爱因斯坦(1879年3月14日—1955年4月18日),出生于德国乌尔姆的一个犹太家庭,自幼便展现出了对科学的浓厚兴趣。毕业后,爱因斯坦在瑞士伯尔尼专利局担任技术员,这段时期,他利用业余时间进行了大量的科学研究,逐渐崭露头角。 1905年,对于爱因斯坦来说,是一个奇迹般的年份。在这一年里,他连续发表了四篇划时代的论文,分别涉及光电效应、分子大小、布朗运动和狭义相对论。其中,狭义相对论的提出,彻底颠覆了牛顿力学所建立的绝对时空观念,揭示了时间和空间的相对性。这一理论不仅在数学上严谨无误,而且在实验中也得到了验证,从而一举奠定了爱因斯坦在物理学界的地位。然而,爱因斯坦并未就此止步。在随后的几年里,他继续深入研究广义相对论,这一理论将引力解释为时空的弯曲,从而成功地解释了水星近日点进动、光线在强引力场中的弯曲以及引力波等天文现象。广义相对论的提出,不仅标志着物理学的一次革命性飞跃,也为人类探索宇宙提供了全新的视角和工具。 在爱因斯坦的众多理论中,最为人们所称道的莫过于相对论。这一理论不仅颠覆了我们对时间和空间的传统认知,还为我们理解宇宙的起源、结构和演化提供了全新的视角。在相对论中,爱因斯坦将引力解释为时空的弯曲,这一思想不仅在数学上严谨无误,而且在实验中也得到了广泛的验证。例如,通过观测水星近日点的进动、光线在强引力场中的弯曲以及引力波等现象,科学家们已经成功地证实了广义相对论的预言。除了相对论之外,爱因斯坦还提出了著名的质能方程E=mc²。这一方程揭示了质量和能量之间的等价关系,为我们理解核能、原子弹和核电站等现代科技提供了理论基础。同时,这一方程也深刻地改变了我们对物质世界的认知,让我们意识到能量和质量是宇宙中最基本的两种存在形式。 爱因斯坦的成就不仅体现在科学领域,还深刻地影响了哲学、宗教和艺术教育等领域。他的相对论思想挑战了传统哲学的时空观念,引发了人们对宇宙本质和存在意义的深刻思考。同时,他的科学精神和人文关怀也激励着艺术家们去创造更加富有深度和内涵的作品。 历史背景:清1644-1911,民国1912-1949。欧洲历史:古典时代,中世纪,近现代;中世纪,始于公元476年,终于公元1453年;近现代,始于1640英国资产阶级革命,终于1917俄国十月革命胜利。
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66661周前
1世纪很可能就是量子的世纪 就是0和一 就像一个开关 简称qubit 没错就是叠加态 形成一个巨大的叠加态 传统计算机的做法是一条路 走到死胡同就退回来换一条路 你要尝试全部1,000条路才能找到出口 量子计算机的做法是同时走所有的路 可以同时探索所有可能的路径 当然这只是一个简化的比喻 都能用量子计算机加速 量子计算机确实具有碾压性的优势 现代互联网安全的基石RSA加密 就是建立在大数分解很难这个假设上 用传统计算机需要几万年 数学家彼得肖尔发明了一种量子算法 理论上可以高效分解大数 虽然 但大家都知道这一天迟早会来 他们的53量子比特处理器 同样的任务 虽然这个任务没什么实际意义 但他证明了 2023年IBM宣布 虽然距离实用还有很长的路要走 稳定性等一系列技术问题 咋舌量子计算机真正成熟之后 密码学等多个领域 第二个重大应用量子通信 能不能用来做加密通信呢 传统加密的安全性是计算安全 比如RSA加密 分分钟就破 由物理定律本身保证 核心技术叫量子密钥分发 简称QKD基本原理是这样的 任何第三方想要窃听这些粒子 这是海森堡不确定性原理的推论 是可以被通信双方检测到的 如果没有人窃听 这种安全性 而是直接根植于物理定律 2016年中国发射了 墨子号2017年 并完成了世界上第一次洲际量子加密 北京到维也纳 虽然目前的设备还很笨重很贵 但技术进步的速度非常快 量子加密就会变得像今天的HTTPS一样 普及第三个重大应用量子传态 这不是星际迷航里那种传送人的技术 量子传态传送的不是物质本身 原来的粒子在传送过程中会被销毁 但远处的另一个粒子 一对预先纠缠好的粒子作为通道 加上一些经典通信来传递必要的信息 所以整个过程也不能超光速 和量子传感器组成的网络中 不同节点之间需要传递量子信息 提供了一种移动量子信息的方法 科学家已经成功在100多公里的距离上 虽然离星际迷航还差十万八千里 量子纠缠还在精密测量量子传感器 甚至医学成像领域展现出了巨大潜力 可以探测到比传统雷达更微弱的信号 比如量子陀螺仪 制造出比传统陀螺仪精确的多 可以拍摄到传统相机无法捕捉的图像 总之 这不是遥远的未来 我们再往深处挖一挖 它还触及了一些极其深刻的问题 还记得我们之前说的吗 虽然在空间上分离 现在有一批物理学家 都是一个巨大的纠缠网络呢 2006年 范拉姆斯东克 ER是什么 也就是俗称的虫洞 连
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