任凭读音是什么:量子芝诺效应 quantum zeno effect | 格致

来源:百度文库 编辑:八卦问答 时间:2020/05/27 03:55:38
量子芝诺效应 quantum zeno effect

http://gezhi.org/node/123

2006-03-03 03:10 — Yan

最近大概因为几篇文章的关系,英文 blog 圈内,关于量子力学、量子计算的讨论很多。Yin Zhangqi 预告要写个评论,我很期待。

其中涉及一个量子芝诺效应 quantum zeno effect,我把以前写的一个相关帖子转载过来。我比较得意的是文章最后的例子。:)

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量子力学有一个基本点:观察会改变被观察的系统。由于不搞理论,一直也没有深入探究过。这些天,一个同事提出从quantum zeno effect来解释一个实验,使得我对此做了些阅读。

说这个芝诺效应需要从古希腊的一个哲学家芝诺zeno说起。他有一个悖论是说:

一支在空中飞行的箭,其实是不动的。为什么呢?因为在每一个瞬间,我们拍一张snapshot,那么这支箭在那一刻必定是不动的,所以一支飞行的箭,它等于千千万万个“不动”的组合。问题是,每一个瞬间它都不动,连起来怎么可能变成“动”呢?所以飞行的箭必定是不动的!在我们的实验里也是一样,每一刻波函数(因为观察)都不发展,那么连在一起它怎么可能发展呢?所以它必定永不发展!

 

从哲学角度来说我们可以对芝诺进行精彩的分析,比如恩格斯漂亮地反驳说,每一刻的箭都处在不动与动的矛盾中,而真实的运动恰好是这种矛盾本身!不过我们不在意哲学探讨,只在乎实验证据。已经有相当多的实验证实,当观测频繁到一定程度时,量子体系的确表现出芝诺效应。[量子物理史话]

如果一个系统被连续不断地观测,那么它将是不变,不衰减的。另外,还有一个量子反芝诺效应:如果观察的间隔大于特定时间(一个特征时间,称作zeno time),那么该系统将衰减的更快。目前,主要的应用领域是量子计算。

在讲解芝诺悖论的时候,常常以"a watched pot never boils"来解释。“一个被盯着看的水壶总也不开”,说起来像一个心理现象。确实,许多物理规律,特别是量子物理,都似乎能在社会科学中找到对应,但是不严谨的。

我google了一下,发现有blogger谈到了这个quantum zeno effect。从comment里发现台湾的schee也曾对此非常感兴趣,虽然我不是很明白,他是如何把zeno effect和他所说的现象联系起来的。

但确实有许多现实生活中的问题与这个量子芝诺效应有相通之处,随便举个例子:某人想淡忘一些事情,淡忘需要时间,这就是zeno time,如果他总是受到刺激,间隔小于淡忘时间,那么他永远也忘不了。

再比如恋爱的问题,这里zeno time是关键,它取决系统的哈密顿量,就是两个人互相吸引、合适程度等等,越吸引越般配,爱的衰减时间(zeno time)时间越长。这意味着,如果两人互相吸引、合适程度高,那么比较长一段时间显示一下爱意就够了;如果不是,那么需要时时示爱才能维持,而且间隔超过爱的衰减时间,那就起反作用了(anti zeno effect),对方会越发讨厌你。呵呵,我这个例子如何?:)