提到量子纠缠,即便对物理学稍有了解的人,也会被它 “超距作用” 的特性震撼 —— 两个相互纠缠的量子,无论相隔多远,一个状态改变,另一个会瞬间做出相应变化,仿佛突破了时空限制。
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这一现象自爱因斯坦提出 “幽灵般的超距作用” 质疑以来,困扰了人类物理学家近百年,至今仍未揭开其底层逻辑;但令人意外的是,小小的知更鸟,却能在迁徙中 “轻松驾驭” 量子纠缠,完成精准导航。
先看人类对量子纠缠的探索困境。
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1935 年,爱因斯坦、波多尔斯基和罗森共同提出 “EPR 悖论”,质疑量子纠缠的合理性,认为其违背相对论中 “信息传递不能超光速” 的原则。此后数十年,科学家通过实验反复验证了量子纠缠的真实性,甚至实现了百公里级的量子纠缠分发,可始终无法解释 “这种超距关联为何存在”。目前主流理论仅能描述其现象、计算概率,却无法触及底层机制 —— 是存在人类未发现的 “隐变量”,还是量子世界本就遵循与宏观世界截然不同的规则?这仍是物理学界的未解之谜。
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而知更鸟对量子纠缠的 “运用”,藏在它的眼睛里。每年秋冬,知更鸟要跨越数千公里迁徙,精准找到繁殖地,靠的是体内一种名为 “隐花色素” 的蛋白质。这种蛋白质中的电子对,会在蓝光照射下形成量子纠缠态。地球磁场中的磁通量变化,会影响纠缠电子的自旋状态,进而改变隐花色素的分子结构,向知更鸟的大脑传递 “方向信号”。
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更令人惊叹的是,知更鸟驾驭量子纠缠的 “稳定性” 远超人类实验室。人类在实验中,量子纠缠态很容易被温度、振动等环境因素破坏,需在接近绝对零度的低温、真空环境中才能维持;但知更鸟在飞行中,体温保持在 38℃左右,还会经历风雨、震动,其体内的量子纠缠态却能稳定存在,持续为导航提供支持。这种 “生物量子技术”,让人类目前的量子调控技术相形见绌。
为什么人类穷尽尖端科技仍难破解的量子纠缠,知更鸟能 “轻松掌握”?
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科学家推测,这是生物在亿万年进化中自然筛选的结果 —— 无法精准导航的个体被淘汰,最终留下了能利用量子纠缠的种群。而人类对量子世界的认知仅数十年,尚未触及本质规律,自然难以像生物进化那样,“天然” 适配量子机制。
知更鸟与量子纠缠的故事,不仅打破了 “量子技术只能由人类创造” 的认知,更给物理学研究带来启示:或许从生物利用量子现象的方式中,能找到破解量子纠缠底层逻辑的线索。当人类还在实验室里为维持量子纠缠态绞尽脑汁时,自然界早已用最朴素的方式,展现了量子世界的神奇 —— 这既是对人类智慧的提醒,也是探索未知的新方向。
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