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拨开迷雾:量子世界的“波函数”被证实为真? 超导量子处理器上一系列精密的实验数据显示,绝大多数相邻量子比特对的结果都违反了经典隐变量模型的预测,这意味着量子态不再是某种认知上的概率描述,而是具有独立物理意义的真实存在。 “上帝不掷骰子。”这是爱因斯坦对量子力学概率本质的著名质疑。近一个世纪以来,物理学家们围绕量子力学的本质展开了一场无声的战争:量子世界究竟是确定性的,只是我们还没有找到隐藏的规律?还是它本质上就是一个概率的、不确定的世界? 最近,中国科学技术大学的研究团队在《物理评论快报》上发表了一项突破性研究。他们利用IBM的156量子比特超导处理器,成功实现了Pusey-Barrett-Rudolph定理的验证实验。这一成果不仅具有技术突破意义,更在哲学层面上动摇了我们对现实本质的理解。 01 科学谜题 在量子力学的世界里,一个粒子的状态是用“波函数”来描述的。你可以把它想象成一个包含各种可能性的概率云,描述着粒子可能处于的各种状态及其概率。但长期以来,一个问题困扰着物理学家: 波函数究竟代表了什么? 是粒子本身真实存在的状态,还是仅仅是我们对粒子认知不完整的一种数学描述? 这不仅仅是语义上的争论,而是触及现实本质的核心问题。如果波函数只是认知工具,那么量子世界背后可能隐藏着某种我们尚未发现的确定性规律;如果波函数本身是物理真实,那么量子世界本质上就是概率性的、不确定的。 量子力学的奠基人之间对此有着截然不同的看法。玻尔、海森堡等哥本哈根学派认为波函数是完备的描述;而爱因斯坦、薛定谔等人则怀疑,量子力学背后可能存在着某种“隐变量”。 02 理论突破 2012年,三位物理学家Pusey、Barrett和Rudolph提出了一个精巧的理论论证——PBR定理。这个定理的核心思想是:如果波函数仅仅是关于系统的不完整知识,那么在某些特定的实验设置下,将产生可检验的预测矛盾。 PBR定理通过设计一系列巧妙的实验,将这个问题从哲学思辨转化为可检验的科学假设。在PBR设想的实验中,研究人员可以准备两个“非正交”的量子态,即不完全相同也不完全相反的量子状态。如果波函数只是认知描述,那么对这两个状态进行适当的联合测量,理论上应该能够得到某些结果。
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鸭舌帽6天前
#一般人不告诉他 天文学家常常借助分光镜来估算天体的温度分光镜是由罗伯特威廉本生,本生灯的发明者和古斯塔夫罗伯特基尔霍夫这两位德国科学家于1859年发明的分光镜最初的用途是将某种物质加热到白质状态后分析其中的元素,每种元素发出可见光的特征化波长本身还借助分光镜发现了两种新元素--铯和铷,在这之后,人们发现可以通过相同颜色的分析手段,并根据恒星或其他天体中元素发射和吸收光谱形成的谱线分析得知遥远天体上所存在的化学元素及其相应的温度许多年来,科学家们对恒星的分类方法不断加以改进早期的分类方式是根据恒星光谱中氢吸收谱线的强度,按照字母顺序从a到p划分成几个不同的等级之后,人们又根据表面温度的递减对恒星重新进行分类排序,绝大多数的恒星可被分入七种不同的光谱类型,新的新等序列从温度最高的o等星开始,到温度最低的M等星为止,中间去掉了几个字母o,b,a,f,g,k,m,科学家们编了一句著名的口诀来记忆这7个字母的顺序啊,漂亮的姑娘,吻我吧,现在天文学家不仅仅在可见光谱上观测宇宙为了避免地球大气层的干扰,科学家们将红外望远镜送人宇宙空间里用于探测红外短波辐射,与此同时,人们也不断扩展X射线望远镜和伽马射线望远镜所能探测的长波辐射的范围,以便对更高温度的天体进行观测
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