科學(xué)家至今不清楚量子糾纏的真正奧秘,但這種鳥能輕松駕馭
量子力學(xué)理論是現(xiàn)代物理學(xué)上的一個重大突破,很多物理學(xué)家堅信量子力學(xué)中蘊藏著眾多生命的秘密,在生靈萬物的細(xì)胞深處,粒子猶如魂魄般在細(xì)胞壁間穿梭。當(dāng)植物俘獲陽光,這些光波將會同時入射到植物中各個細(xì)胞。而即便是我們自身的感官,也會與這靈異的量子振動相協(xié)調(diào)。在奇妙的量子生物學(xué)世界,生命只是一場概率游戲,而規(guī)則由量子力學(xué)掌控。
量子力學(xué)在解釋眾多重要的生命過程中起到了關(guān)鍵的作用,量子力學(xué)甚至可能是生命存在的基礎(chǔ)。

每逢冬季,有許多鳥類會南下過冬,然后再北上避暑,這就是我們熟知的遷徙。但是多年來,鳥類到底是如何精確地進(jìn)行導(dǎo)航仍是生物學(xué)界最大的謎團之一,而最近的一個發(fā)現(xiàn)掀起了不小的轟動。
在過去幾年里,有一種鳥類曾引發(fā)了一場科技變革,因為這種鳥使用了一種在整個科技界看來都頗為奇特的導(dǎo)航方式,它竟然利用了奇妙的量子力學(xué),而這其中的原理曾困惑了許多偉大的物理學(xué)家,甚至包括愛因斯坦這樣偉大的物理學(xué)家。
所以當(dāng)我們探索這種神秘的物種時會感到些許驚訝,這個物種被稱為“量子知更鳥”!

在量子力學(xué)中講述了具有詭異特性的亞原子粒子,進(jìn)入這個微觀世界,我們必須拋棄常識與直觀的思考方式。相反,那是一個物質(zhì)可以像波那樣傳播的世界,量子粒子可以同時身處多地,并互相進(jìn)行神秘的通信。
物理學(xué)家亨里克一直在探究這樣一個理論,那就是知更鳥通過地磁場來導(dǎo)航,他的實驗室是一個絕妙的磁鳥籠,亨里克利用的人工磁場和地磁場幾乎相同,只不過他可以任何改變磁場的方向。
在他的實驗中,知更鳥總是順勢者磁場方向,并在這個方向留下刮痕,但最神秘的是它是如何感知的。
地磁場極其微弱,以至于任何生物都難以探測到,當(dāng)亨里克給知更鳥套上頭套后只露出知更鳥的眼睛,卻發(fā)現(xiàn)了一個有趣的線索。亨里克發(fā)現(xiàn),如果遮住了知更鳥的右眼,就關(guān)閉了大腦左半部分的磁場感知功能,如果遮住左眼,就會關(guān)閉右邊大腦的感知功能,知更鳥的眼睛中似乎藏有磁羅盤!
我們通常都用眼睛來獲取圖像,但我們的眼睛還有另一個光探測機制。如果用手電照射我們的眼睛,會看到我們的瞳孔會縮小,這算是一種防御機制用來保護我們的眼睛,我們的眼睛會對光粒子做出反映,光子所攜帶的能量顯然足夠刺激產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。
而光同樣會在知更鳥的眼睛中引起相同的化學(xué)反應(yīng),事實上入射到眼中的光子驅(qū)動著一種特殊形式的磁羅盤,深藏于細(xì)胞之中,游弋于詭異的亞原子粒子世界,在那里,僅有量子力學(xué)可解釋一切。
試著想象在知更鳥眼中的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在能量谷之間,為了能觸發(fā)反應(yīng),首先需要把分子推到“山頂”,多虧了亨里克的實驗,我們現(xiàn)在才知道光在其中出了很多力。但當(dāng)其達(dá)到最頂端時,即使是最輕微的觸碰都會使分子在山頂發(fā)生偏移。
重點是,知更鳥的化學(xué)磁羅盤正平衡于兩個能量谷之間的頂峰,若其向一方偏移,則會產(chǎn)生一類化學(xué)產(chǎn)物。即便地磁場發(fā)生最細(xì)微的改變也會使分子倒向谷底,但是這違背常識,最后一個難題的解決取決于物理學(xué)中一個令人難以置信的想法,但如果你發(fā)現(xiàn)這難以理解沒有關(guān)系,因為即使是愛因斯坦也稱其為“幽靈”!
這個想法就是量子糾纏,其中講到兩個粒子之間的通信速度似乎比光速還要快,在1935年,愛因斯坦發(fā)表了一篇著名的論文,認(rèn)為這根本不可能,但愛因斯坦錯了!
近些年來,一些機器精準(zhǔn)的實驗顯示亞原子粒子確實存在糾纏,這就意味著,兩者即使在宇宙兩端也能瞬間影響著彼此,這也同樣說明,似乎同樣的事情也發(fā)生在知更鳥的眼中。
當(dāng)一個光子進(jìn)入知更鳥的眼睛中,會產(chǎn)生一隊所謂的糾纏電子,而每個電子都具有兩種可能的狀態(tài),為了便于理解,暫且把它們稱為紅和綠,而奇怪的就在于此,除非我們測量它們,否則二者不分彼此,但又能同時區(qū)分開來。
把這些電子想象成轉(zhuǎn)盤,它們即是紅也是綠,當(dāng)我們發(fā)射一個飛鏢,才可以迫使第一個電子成為兩者之一,這么看來,這就像一場概率游戲,除非我們發(fā)射飛鏢否則不會知道結(jié)果。

如果我們現(xiàn)在知道第一個電子是紅,假設(shè)現(xiàn)在測量第二個電子,你一定會認(rèn)為我們獲得紅和綠的可能性各有一半,畢竟這種人為是按照常理所做出的,但是你錯了。
在量子糾纏理論中,兩個電子存在神秘的聯(lián)系。比如,如果我們首先得到紅色,那么我們之后得到的總是紅色,這個游戲毫無概率而言,就好像第一個電子一直在告訴著第二個該如何去做,這也就是為何愛因斯坦稱它們是幽靈,最不可思議的是,無論它們相隔多遠(yuǎn),電子似乎都知道它們應(yīng)該具有相同的顏色。
而真正的重點在于,兩個電子并不需要具有相同的顏色,它們可以用其他方式發(fā)生糾纏,所以如果第一個電子是紅色,那么第二個總會是紅色,這種神秘的聯(lián)系似乎是量子知更鳥羅盤的終極秘密,因為地球磁場的方向可以影響其狀態(tài),而這也是打破知更鳥化學(xué)羅盤平衡的重要原因。
地磁場的細(xì)微振動都可能影響知更鳥中電子的糾纏方式,而這也足以改變它的磁羅盤。我們終于知道如此微弱的地磁場是如何讓只更妙感知磁場方向,如果磁場改變,則發(fā)生在知更鳥眼中的化學(xué)反應(yīng)也會改變,并影響其對于磁場的判斷,突然之間,我們發(fā)現(xiàn)在鳥類中也存在著量子力學(xué)現(xiàn)象,這在生物學(xué)界也算是史無前例了,知更鳥是通過這幽靈般的量子糾纏來導(dǎo)航的!
想要看到這奧妙的量子效應(yīng),即使在極端苛刻的物理實驗室環(huán)境之下也極為困難,但知更鳥絲毫不費吹灰之力,這些實驗都是真實并得到過驗證,但仍然讓人覺得難以置信!
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