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大家好，我是舒宜昂。今天我們來聊一聊量子力學。（文章最後有我個人對文章重點的總結，趕時間的話可以直接跳到最後面看總結。）

量子力學可謂是當今科學界最主要的研究内容了，如果我們有能完全了解并運用到生活中。那麼我們的世界都将會發生巨大的改變。然而量子力學的研究，科學家們也都還隻是在路上。量子力學有太多和我們常識不一樣的地方了，畢竟連理解量子力學的内容都需要花費一番功夫，所以這條路也還很漫長。

因為我們是生活在一個宏觀世界，無論是常識、常理，還是我們的切身體會都是宏觀下的認知和反應。幾乎通過經典力學和經典電動力學等舊有理論就可以解釋我們日常生活的各種事情。然而當科學家開始探究微觀世界的時候，卻發現了宏觀世界的舊有理論大部分不适用，于是在一大批物理學家（愛因斯坦、普朗克、薛定谔、海森堡等）共同努力下，量子力學被創立。

到底什麼是量子力學呢？讓我來介紹一下。量子力學主要研究原子、分子和凝聚态物質，以及原子核和基本粒子結構、性質，是研究物質世界微觀粒子運動規律的物理學分支。它和相對論一起構成現代物理學的理論基礎。除了物理學領域，量子力學在化學等其他學科與技術中，也被廣泛應用。

量子力學的創立，拉開了微觀世界的大門。不但改變了人們對物質結構的認知，還改變對各種粒子之間互相作用的認知。許多看似違反常理的事情，在量子力學下也就解釋得通了。甚至還通過量子力學預言了新的、無法想象出來的現象，并在後來的實驗中證明确實存在。還形成了量子場論，這是結合了經典場論、狹義相對論和量子力學的物理理論，除廣義相對論中引力外的其他所有物理基本互相作用，都可以在這個理論中描述。

在本人前一篇文章為大家介紹了薛定谔的貓，相信大家通過文章就已經體會到量子力學的“魅力”了。薛定谔的貓其實說的就是微觀粒子的不确定性，也就是波動性。隻有當我們去觀察的時候，我們才能讓結果坍塌為我們看到的。不然各種可能性是共存的，而不是我們所常識所理解的，他在那裡就是在那裡，就算你不觀察也在那裡。這個不确定就已經是對我們宏觀常識的挑戰了。那再來聊一聊量子糾纏吧。

科學家所拍第一張量子糾纏圖像

量子糾纏又稱量子纏結（這一段将會非常枯燥并且有可能看不懂，大家可以大概看一下，或者跳過這段，看我後面舉的例子），是說當幾個粒子互相作用後，各個粒子的特性被結合為這幾個粒子的整體性質，從而它們再也無法單獨顯現各自的特性，都是統一表現為結合後的整體性質。

量子糾纏的假設實驗是這樣的，假設一個零自旋中性π介子衰變成一個電子與一個正電子。這兩個衰變産物各自朝着相反方向移動，電子移動到區域A，在那裡的觀察者“愛麗絲”會觀測電子沿着某特定軸向的自旋；正電子移動到區域B，在那裡的觀察者“鮑勃”也會觀測正電子沿着同樣軸向的自旋。

在測量之前，這兩個糾纏粒子共同形成了零自旋的糾纏态，是兩個直積态的疊加。電子的自旋有可能是上旋，正電子則為下旋。也有可能兩者反過來，電子下旋正電子上旋。這兩種情況是疊加在一起的。隻有當觀察者“愛麗絲”或者“鮑勃”去觀測的時候，才知道兩個粒子的自旋情況（這裡就是薛定谔的貓，觀測才坍塌結果）。

因為兩個粒子互相糾纏互相聯系，所以當我們隻觀測其中一個的自旋情況，就可以馬上得知另一個的情況。這種糾纏的情況是和空間關系不大的，即使是兩個電子分隔非常遠，仍會有這樣的關系。

讓我從宏觀的角度來舉個例子。我是隻會唱歌的人，而另一個人是隻會跳舞的人，我們兩個人組成了一個樂隊。然而在組團之後，我們兩個人互相學習，學會了對方的技能，也就是說我們兩人現在都會唱跳，并且兩人的技能水平也都是一樣的。但當我們兩個演出的時候，永遠隻有一個人唱一個人跳。

在你們還沒看到我們演出之前，大家是不知道今天是誰唱歌是誰跳舞的。即使是當我們兩個無法出門，不在一起，各自在家裡直播為大家表演，我們仍然還是一個唱歌，一個人跳舞。所以當你看到我們其中的一個人的時候，就可以知道另一個人表演什麼了。當然這個從宏觀的例子無法完全準确的表達，還是需要大家自己再理解一下。

量子糾纏是一種物理資源，就好像時間、能量等，可以萃取與轉化，所以在量子信息學上有廣泛的應用。就單單一個量子糾纏都已經可以被應用了，何況整個量子力學呢。以上隻是為大家簡單介紹了一下，量子力學中最基礎的東西。深入下去，還有更為複雜難懂的内容，這裡就不展開了。有興趣的也可以自己再了解了解，不然無需深究。

個人覺得是重點的總結：

1. 量子力學若被應用于日常，那我們的生活将發生翻天覆地的變化，不過前路漫長。

2. 因為發現探究微觀時間時，舊有理論不适用。科學家們才一同創立了量子力學。

3. 量子力學主要研究原子、分子和凝聚态物質，以及原子核和基本粒子結構、性質，是研究物質世界微觀粒子運動規律的物理學分支。它和相對論一起構成現代物理學的理論基礎。除了物理學領域，量子力學在化學等其他學科與技術中，也被廣泛應用。

4. 量子力學改變了人們對物質結構的認知，還改變對各種粒子之間互相作用的認知。還解釋了很多看似違背常規的東西。

5. 量子力學結合了經典場論、狹義相對論和量子力學形成了量子場論。除廣義相對論中引力外的其他所有物理基本互相作用，都可以在這個理論中描述。

6. 量子糾纏又稱量子纏結，是說當幾個粒子互相作用後，各個粒子的特性被結合為這幾個粒子的整體性質，從而它們再也無法單獨顯現各自的特性，都是統一表現為結合後的整體性質。

7. 宏觀角度解釋量子糾纏。我是隻會唱歌的人，而另一個人是隻會跳舞的人，我們兩個人組成了一個樂隊。然而在組團之後，我們兩個人互相學習，學會了對方的技能，也就是說我們兩人現在都會唱跳，并且兩人的技能水平也都是一樣的。但當我們兩個演出的時候，永遠隻有一個人唱一個人跳。在你們還沒看到我們演出之前，大家是不知道今天是誰唱歌是誰跳舞的。即使是當我們兩個無法出門，不在一起，各自在家裡直播為大家表演，我們仍然還是一個唱歌，一個人跳舞。所以當你看到我們中的一個人的時候，就可以知道另一個人表演什麼了。當然這個從宏觀的例子無法完全準确的表達，還是需要大家自己再理解一下。

我是舒宜昂，希望你喜歡，歡迎留言讨論，謝謝觀看！

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