科學家拍量子糾纏，竟拍到陰陽太極圖！究竟是怎麽一回事？

這是一張絕對震撼的圖片 是不是像太極 但它卻是量子糾纏波函數的圖像 剛開始我以爲是假的 可能有人假借科學之名 攜帶封建迷信的詩貨 但我找到自然雜誌新發表的這篇論文時 卻真的驚呆了 這真是加拿大科學家拍攝的 兩個光子量子糾纏的波函數圖 而且和中國古代的陰陽太極圖一模一樣 難道張三丰纔是量子力學的鼻祖 不過看到最後 我卻啞然失笑了 這張圖片來自8月14日 加拿大沃泰華大學和意大利羅馬大學研究人員 發表在自然光子學上的一篇論文 他們使用了一種先進的TBX3 camera相機 可以捕捉到光子之間的干涉圖像 在每個像素上記錄到納秒級別的事件 在實驗中 研究人員將一束高能紫外激光作爲光源 設入一種叫做β-彭酸銘的特殊非線性晶體 轉換成低能的紅色光子後 用分數器得到一對量子糾纏的光子 然後用干涉儀來調整相位差 通過TBX3 camera相機來記錄它們的干涉圖像 重建兩個光子糾纏的波函數 結果得到了這幅令人震撼的驚人圖像 你是不是想到了什麼 你肯定想到了什麼 沒錯 道家一生二 二生三 三生萬物 這一個光子分成兩個 兩個光子干涉形成波函數 也就是出現在某個位置的概率 結果形成了這種和太極圖完全一樣的圖案 難道古人早就明瞭量子力學的原理了 或者陰陽太極竟然蘊藏在量子力學之中 這個說起來很複雜 太極是中國古代思想史上的重要概念 來自周易 易有太極 世生兩夷 兩夷生世相 世相生八卦 說宇宙原來是陰陽未分的混沌狀態 也就是所謂的無極之後形成最原始的秩序 也就是萬物宇宙的本源 混添太極 無極圖是一個圓圈 太極圖也就是我們現在看到的陰陽語 是在北宋時期 也就是公元一千年左右出現了 太極圖是說宇宙的本源和秩序 宇宙是由陰陽二氣二元對立相互連接的統一體 中間的原點表示陰中有陽 陽中有陰 太極生兩夷 兩夷生世相 世相生八卦 是指一個原始整體分裂形成 陰和陽兩個相反 卻有相互依存的部分 然後滋生萬事萬物 可以用我們現在認識的宇宙大爆炸來類比 宇宙從一個起點分裂 產生無數的星系恆星和生命 但你肯定不能說 中國古人就認識到了宇宙大爆炸 宇宙大爆炸基於愛因斯坦的相對論 是描述宇宙起源和演化的宇宙學模型 是上世紀逐漸形成的一種理論 1949年才第一次出現大爆炸一詞 大爆炸得到了現今科學研究和觀測最廣泛 最精確的支持 中國古人的無極太極陰陽二氣 可以說是宇宙萬物變化規律的樸素認知和理解 世界上各個古文明都有自己的認知 並且較爲相似 甚至古希臘哲學家德蒙克利特還提出了不可分的原子 包括印度和中國古代哲學家也提出了類似的觀點 比如惠子的至小無類未知小一 就被認爲是說最小的物質是不可分的 所以你看陰陽太極 實際是古人對宇宙變化規律的樸素認知和量子力學是扯不上關係的 那麼爲什麼科學家們最新得到的量子糾纏波函數圖 竟然和陰陽太極圖一般無二呢 量子糾纏是微觀世界的一種奇特現象 指兩個或者多個粒子之間形成的一種關聯 即使它們相隔很遠也能彼此影響 比如你讓兩門硬幣建立了量子糾纏 那麼不管把它們分開到多遠的地方 你把一個硬幣翻個面 另外一個也會瞬間反面 當然這只是一個不太恰當的簡單比喻 量子糾纏的作用機制比這還要複雜得多 愛因斯坦認爲量子糾纏違反了物理學的兩個基本原理 因果律和局域性原理 因果律是指任何事件都有前因後果 而且前因必須在後果之前發生 局域性原理是指任何事件都只能被其附近的事件所影響 而且影響不能超過這個光速 但量子糾纏卻表現出了一種超距離的作用 即對一個糾纏粒子進行測量 會立刻影響另一個糾纏粒子的狀態 不管它們相距多遠 哪怕分處宇宙兩端 顯然因果律和局域性在量子糾纏這兒不管用 所以愛因斯坦認爲量子力學根本就是在扯淡 不過後來愛因斯坦的這些觀點都在實驗面前敗下陣來 量子糾纏並不違反因果律 因爲它不涉及任何因果關係 而只是一種統計關聯 量子糾纏也不違反局域性原理 因爲它不傳遞任何信息或者能量 而只是一種量子關聯 量子糾纏只是違反了一個叫做貝爾布等式的數學條件 這個條件是基於經典物理學的假設 而量子力學是一種非經典的物理理論 所以這意味着量子力學徹底打敗了愛因斯坦 爲我們帶來了無限遐想和可能的應用 比如有人幻想用量子糾纏進行安全高效的信息傳輸 有人希望用它形成量子比特來進行量子計算 甚至科幻電影中還可以通過量子隱形傳態 來實現神奇的人體光束傳送 這雖然有的能夠實現 有的可能根本就不可能實現 但不管能不能實現 科學家們首先得搞懂量子糾纏究竟是怎麼回事 然而到現在爲止 量子糾纏仍然是一個謎 和各種怪異的量子現象一起 演繹出量子力學的多種詮釋 而其中最著名的就是哥本哈根詮釋和多世界詮釋 像著名的薛定諤的貓 把一隻貓裝進一個箱子 裏面有一個放射性原子和毒氣 原子衰變 毒氣就被放出 貓就被殺死 原子沒有衰變 毒氣仍然在瓶裏 貓就還活着 問題是在我們打開箱子之前 貓究竟是死的還是活着的呢 哥本哈根詮釋說 貓是既活着又死了 處於死和活的疊加態 我們打開箱子的時候 波函數纔會坍縮成一個確定的結果 讓我們知道貓是死了還是活着 在這個解釋中 波函數是一種數學工具 用來描述粒子可能存在的狀態和概率 並不代表粒子真實存在的狀態 當對粒子進行測量時 波函數就會坍縮形成一個確定的結果 並且這個結果是隨機和不可預測的 而多世界的詮釋則是 我們打開箱子的時候 世界分成了兩個平行世界 一個世界裏貓還活着 另一個世界裏貓已經死了 在這個解釋中 波函數是一種物理實體 代表粒子真實存在的狀態 當對粒子進行測量時 波函數不會坍縮成一個確定的結果 而是分裂成多個分支 每個分支都代表一個可能的結果 這些分支都是真實存在的 只是彼此隔離 無法相互觀察 每個分支都對應一個平行的世界 而我們所處的世界只是其中之一 那麼究竟哪種解釋是對的呢 科學家們就需要對波函數 也就是粒子在時間和空間中的某個位置 出現了可能性和概率 進行測量分析了 這就是加拿大和意大利科學家正在做的事情 此前的傳統方法是對光子進行量子斷層掃描 通過多次投影測量 根據測量結果來推斷出波函數 這種方法需要大量的測量次數 並且隨着系統的複雜性迅速增加 非常耗時和不穩定 對兩個糾纏光子進行高維量子態測量 需要幾個小時甚至幾天的時間 而團隊利用新技術 通過數字全息對干涉光子進行測量 相當於用全息照相機拍攝一個高維的物體 可以同時看到物體在不同方向上的投影 通過對干涉圖像進行數學處理 就可以重構出光子糾纏的波函數了 並且可以實時觀測波函數 隨着時間和參數的變化 令人驚訝的是 他們拍攝到的兩個糾纏光子的波函數 竟然是一幅太極八卦圖 國內外的網友一下子就炸鍋了 老祖宗早就知道量子力學了 科學慢了一步 易經早就畫過了 果然科學的盡頭是玄學 還有韓國網友說 感受到了遠古時期流傳下來的超科學 或者是超古文明的痕跡 陰陽五行真的是科學呀 然而事情的真相卻讓人啼笑皆非 這個陰陽圖案是預先設計好的 加載到干涉儀的光路中 和沒有圖案的參考光疊加後 形成黑白乾涉圖案 產生暗和亮色的條紋 第二張彩色圖像 則是通過計算機處理第一張圖片得到的 相當於計算機成功的提取出了 隱藏在光中的陰陽圖案信息 也就是這個實驗的最終目的 所以陰陽太極和量子力學 這次只是偶然撞了一下腰 古人的智慧和現代科學 在這一刻奇妙的融合在了一起 是不是挺有意思呢 我是徐羅文 歡迎朋友們關注訂閱點贊收藏轉發 今天的節目就到這裏 我們下期再見 拜拜