量子也会玩一二三木头人的游戏?当你看它的时候它就会一直不动!

苏格拉有顶

发布时间:18-12-1323:27

生活中有时候存在十分有趣的现象,你越想做好一件事的时候往往越无法做好。这是属于心理学的范畴,当你对一件事越在意,越紧张的时候,情况往往会朝相反的方向发展。而在物理的量子力学界,也存在一个有趣的现象,当你眼睛都不眨一下地盯着一个粒子的时候,它就像一只害怕的小猫一样,一动不动。而当你转头不看它的时候,它就各种蹦跶着。这被称为量子芝诺效应。

芝诺的乌龟和飞矢不动

既然这种现象被称为量子芝诺效应,那就不得不说说芝诺。在物理学界,有四大凶兽,它们一个个身怀异能,搞得无数物理学家头疼不已。而最先出现的一只就是芝诺的乌龟。我们之前有文章详细阐述了芝诺的乌龟为什么永远无法追上,也讨论了它背后的含义。

至于飞矢不动,这个问题其实可以说是翻版的芝诺的乌龟。用照相机拍下飞动的箭的很多照片,在拍下照片的一刹那,箭有具体的位置,那么在此时此刻它是不动的。但是千千万万个不动的箭组合在一起,它理应也是不动的,但是事实上箭在飞快前进。这很显然是个悖论,与芝诺的乌龟原理基本相同,这边也就不再继续累赘了。

量子芝诺效应

那么量子芝诺效应又是什么呢?它其实和芝诺的乌龟并没有太多相似之处,只是它们的前提比较相似:无间断地进行观测。量子力学的哥本哈根解释认为观测会导致波函数坍缩,叠加态到本征态的坍缩概率符合波函数。那么一次观察会造成波函数的坍缩,要是我一直观测呢?我就放个照相机一直盯着这一颗粒子,它会怎么样?

我们切换下有趣的场景,有两个粒子。一个粒子说道:“有个傻X一直在看我们怎么办?我们怎么利用量子隧穿跑出去?!”

另一个说:“你傻啊,人还能不睡觉不成?他看着我们就不动,他一闭眼我们就跑!我不信他连眼睛都不眨了!”

一个接着说:“但是它放了个相机一直盯着我们啊!看这相机可能几十年都一直能盯着我们,怎么办?”

十年之后...

两个粒子还乖乖地在那里不动...

仿佛在和量子玩123木头人游戏

最离谱的“永生”

毫无疑问,永生是一个极其具有诱惑力的梦想,无数人为之疯狂。而很早就有人因为量子芝诺效应的性质而盯上它了。因为观测会导致粒子的波函数坍塌,而持续不间断的观察会导致波函数一直处于重置状态,也就不会进行二次波动化,粒子也就一直是一个状态了。

那么我是不是只要一直盯着一个人,他就永远不会死了呢?甚至时间停止流动,一直保持一个状态呢?毕竟人也是由粒子组成的啊!很明显这是不现实的,量子力学的观测者效应,是对单个粒子而言的,当大量粒子聚集在一起的时候它就会产生宏观的规律性了。

比如薛定谔的猫实验中,单个放射性粒子什么时候会衰变永远是个谜,有可能是一秒,也有能是一万年。但是当一群粒子在一起的时候,我们就能轻松得到这种粒子的半衰期。而如果想通过量子芝诺效应得到永生,除非你准备千亿个超高清相机,将组成人体的每一个基本粒子都拍得一清二楚,那么很有可能你就得到永生了!

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