出版時(shí)間:2011-6 出版社:重慶出版社 作者:布賴恩?克萊格 頁數(shù):219 譯者:劉先珍
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前言
如果你認(rèn)為科學(xué)是可以預(yù)測的、具有常識性的事物——也許有一點(diǎn)點(diǎn)枯燥乏味——那是因?yàn)槟氵€沒有遇到量子糾纏。作為一種非常奇特且無處不在的物理現(xiàn)象,量子糾纏顛覆了常理,因此,本書稱其為“上帝效應(yīng)”。量子糾纏無法用通常的語言加以解釋,它可在瞬間從宇宙的一端傳到另一端。有人推測糾纏是生命的來源,也可以用來解釋神秘的希格斯玻色子——上帝粒子的機(jī)理。從牢不可破的密碼術(shù)到遠(yuǎn)距傳物,糾纏都具有巨大的應(yīng)用潛力。它是科學(xué)中最奇怪的效應(yīng),然而卻很少有人聽說過它。 從前,科學(xué)似乎簡單直接。在19世紀(jì)下半葉,曾因支持進(jìn)化論而獲得“達(dá)爾文的堅(jiān)定追隨者”之稱的英國自然史教授托馬斯·赫胥黎將科學(xué)描述為“僅僅是經(jīng)過處理并組織過的常識罷了”。然而,在接下來的一個(gè)世紀(jì)當(dāng)中科學(xué)上所發(fā)生的變革,尤其是在物理學(xué)上的變革證明他真的是大錯(cuò)特錯(cuò)了。 就拿量子電動力學(xué)來說吧,這個(gè)理論解釋了物質(zhì)和光的相互作用。量子電動力學(xué)是理查德·費(fèi)曼在一次公開演講中描述的。理查德·費(fèi)曼是20世紀(jì)美國杰出的物理學(xué)家,他被認(rèn)為是活躍在科學(xué)界的少數(shù)幾個(gè)真正的天才之一。(如果你從未聽過費(fèi)曼的演講,那就想象一下托尼·柯蒂斯朗讀下述語句的情景): 從常識的角度來看,量子電動力學(xué)理論將自然描述得非常荒謬。但它與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合。因此,我希望你能夠接受自然的本來面目——荒謬。 我將饒有興趣地將這種荒謬之處告訴你,因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)這讓人心情愉快。請不要封閉自己,因?yàn)槟銦o法相信自然是如此奇特。只需聽我娓娓道來,而且我希望你在這個(gè)過程中與我一樣心情舒暢。 本書的主題量子糾纏使得費(fèi)曼備受鼓舞的荒謬性和愉悅上升到了新的水平。糾纏本身就已經(jīng)非常引人注目了,但更令人稱奇的是最近發(fā)現(xiàn)的對該奇特現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用。請準(zhǔn)備好體驗(yàn)驚異和神奇吧。 深入討論 在本書成文時(shí)期,量子糾纏是一個(gè)正快速發(fā)展的領(lǐng)域,幾乎每周都有新的發(fā)現(xiàn)。如果你想更深入地閱讀,請?jiān)L問“通俗科學(xué)”網(wǎng)站:www.popularscience.co.uk,了解有關(guān)糾纏發(fā)展的專題報(bào)告及推薦的其他探索量子世界和延伸開的更寬廣的科學(xué)和數(shù)學(xué)的書籍。 我在本書中略去了參考文獻(xiàn)編號,以免打斷本書的流暢性。不過,從204頁尾注一節(jié)開始,我提供了引用、文獻(xiàn)來源及論文等詳細(xì)的參考文獻(xiàn),以幫助更加深入地閱讀。
內(nèi)容概要
什么是糾纏?它是量子粒子之間的連接,是宇宙的結(jié)構(gòu)單元。一旦兩個(gè)粒子發(fā)生糾纏,當(dāng)一個(gè)粒子發(fā)生變化,立即在另一個(gè)粒子中反映出來,不管它們是在同一間實(shí)驗(yàn)室,還是相距數(shù)億光年。這種現(xiàn)象及其含義看起來是如此有悖于常理,以至于愛因斯坦本人稱它為“幽靈一般的”,并且認(rèn)為它將導(dǎo)致量子論的衰落。然而,科學(xué)家們后來發(fā)現(xiàn),量子糾纏——“上帝的效應(yīng)”,是愛因斯坦很少犯的—但也許是最大的—錯(cuò)誤之一。在《量子糾纏》中,資深科學(xué)作家布萊恩?克萊格描述了糾纏及其歷史和應(yīng)用。該書可讀性強(qiáng),引人入勝,全書不含公式。布萊恩?克萊格和阿米爾·艾克塞爾的書迷們以及那些對量子的各種奇異可能性感興趣的人們,將會發(fā)現(xiàn)此書讓人愛不釋手。
作者簡介
布賴恩·克萊格,擁有劍橋物理學(xué)學(xué)位,為眾多雜志撰寫專欄、特寫和評論。作品有《無限簡史》、《科學(xué)第一人:羅吉爾·培根生平》、《光年:人類為光癡迷的離奇故事》。他的作品已經(jīng)被譯成十種語言。他和妻子、兩個(gè)孩子一起住在英格蘭的威爾特郡。
書籍目錄
序
關(guān)于艾麗斯和鮑勃的注記
第1章 糾纏的開始
第2章 量子的對決
第3章 成雙成對的光
第4章 秘密的糾纏
第5章 布利什效應(yīng)
第6章 虛幻的機(jī)器
第7章 鏡子啊鏡子
第8章 奇怪啊奇怪
注釋
精選參考書目
致謝
章節(jié)摘錄
糾纏,這是一個(gè)充滿暗示的詞語。它讓人想起被無法解開的羊毛球纏住的小貓或兩個(gè)人之間復(fù)雜的人際關(guān)系。但是,在物理學(xué)中,它指的是一個(gè)非常特殊而又奇特的概念,它如此奇異、重要而且具有影響力,因此,我把它稱為“上帝效應(yīng)”。一旦兩個(gè)粒子發(fā)生糾纏,不管兩個(gè)粒子處于何處,它們彼此之間仍保持著強(qiáng)大的關(guān)聯(lián),用這種關(guān)聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)似乎不可能完成的任務(wù)。 若要穩(wěn)妥使用“量子”一詞,得先去掉其神秘面紗。這只不過是建立這樣一個(gè)概念:我們研究的“量子”,是構(gòu)成現(xiàn)實(shí)事物的微小能量和物質(zhì)。一般而言對于大量存在的同種結(jié)構(gòu)微粒,不管是光的光子、物質(zhì)的原子還是亞原子粒子,如電子、量子都是它們的組成微粒。 同量子打交道意味著我們研究的是某些數(shù)量固定的可測量的對象,而不是連續(xù)變化的量。實(shí)際上,量子化事物和連續(xù)事物之間的差別類似于數(shù)字信息(基于O秒和1秒的量子)和承載任何數(shù)值的模擬信息之間的差別。在物理世界中,量子通常是非常小的單元,正如量子躍遷是非常小的變化一樣——這一點(diǎn)與其在日常話題中的意義頗為不同。 作為本書的核心,量子糾纏現(xiàn)象正是這種令人難以理解但卻是構(gòu)成我們周圍世界的微小粒子之間的關(guān)聯(lián)。在量子的層面上,粒子可以被完全地連接起來,被連接的對象(如光子、電子和原子)就成為現(xiàn)實(shí)當(dāng)中同一事物的組成部分。即使這些糾纏的粒子后來被分開到宇宙相反的兩端,它們?nèi)匀槐3种@種奇怪的關(guān)聯(lián)。一個(gè)粒子發(fā)生變化,其變化立即在其他粒子中反映出來——不管它們之間相隔多遠(yuǎn)。上帝效應(yīng)具有不確定的普遍性。 這種不受限定的關(guān)聯(lián)使得量子糾纏的應(yīng)用能夠得以實(shí)現(xiàn)。在數(shù)據(jù)加密中若有密碼的傳送,這種關(guān)聯(lián)可使其完全不被截獲。它在量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)行中起到基本的作用——在量子計(jì)算機(jī)中,每個(gè)比特都是單個(gè)亞原子粒子,能夠進(jìn)行超出任何傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)范圍的計(jì)算,甚至程序可在宇宙的整個(gè)生命周期內(nèi)運(yùn)行。糾纏使得從一個(gè)地方向另一個(gè)地方傳輸粒子成為可能,還可以不通過兩個(gè)地方之間的空間來傳輸物體。 糾纏為隔開一定距離的兩個(gè)粒子建立了親密的連接,這種違反直覺的能力不僅我們覺得奇怪,而且物理學(xué)家也一樣覺得奇怪。阿爾伯特·愛因斯坦(A1bert Ejnstein)是直接提出糾纏無法避免的量子論科學(xué)家,他對糾纏的粒子不通過任何東西連接,卻發(fā)生遠(yuǎn)距離的糾纏作用方式很不安。他在致同行科學(xué)家馬克思·玻恩(Max Born)的一封信中將量子論對不受空間阻隔的能力稱為“可怕的遠(yuǎn)距效應(yīng)”——如幽靈一般的遠(yuǎn)距作用。 P1-2
媒體關(guān)注與評論
本書對愛因斯坦認(rèn)為太過瘋狂、不可能是真實(shí)的現(xiàn)象,進(jìn)行了生動的描述。(只有它《量子糾纏》是這樣!)” ——馬庫斯·喬恩,《宇宙下一扇門》的作者 “文本非常清楚、生動地描述了在努力理解量子世界最深層的秘密,以及將它們轉(zhuǎn)化為有用的技術(shù)方面涉及的人物和想法?!? ——喬治·柴廷,《元數(shù)學(xué)!尋找奧米加》的作者
編輯推薦
《量子糾纏》編輯推薦:讓人驚異的科學(xué),將因其對宇宙—我們自身的描繪,讓人震驚和著迷。
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