来源:Scientific American
量子世界与宏观生物体交汇的边界究竟在哪里?最近,科学家可能已经成功制造出“薛定谔的细菌”,实验中某些光子会同时结合和逃离绿硫细菌中的光合色素分子——这正是量子纠缠的标志。实验结果仍然很有争议,如果这种解读成立,这将是科学家第一次让生命体实现量子纠缠。
By Ishdasrox
量子的世界十分神奇。无论在理论还是某种程度的实际中,一个粒子仿佛可以同时出现在两个地方,这种矛盾现象也被称为叠加态;并且,两个粒子之间可能存在量子纠缠,即通过某种未知的机制在较长的距离内任性地共享信息。
也许最能体现量子力学怪异之处的例子就是“薛定谔的猫”,这是奥地利物理学家埃尔温·薛定谔(Erwin Schrödinger)在1935 年设计的一个思想实验。实验假设,将一只猫放在装有可能致命的放射性物质的盒子里,那么按照量子力学中那些奇特的规律,猫会同时处于生和死的叠加状态——至少在盒子被打开、观察到猫的真实情况之前是这样的。
“薛定谔的猫”示意图。密封的箱子里有猫、一瓶毒药和一个放射源。如果内部的某个探测器(例如盖格计数器)检测到放射性(即有一个原子发生了衰变),瓶子就会被击碎,释放出毒药,毒死盒子里的猫。量子力学的哥本哈根诠释认为,盒子里的猫同时处于生和死的叠加态,但是如果进行观测,只能看到猫处于其中一种状态(生或者死)。