糾纏態(tài)

前言

　　1972年秋，我在加州大學伯克利分校就讀本科，主修數學和物理，當時有幸參加了一場校內講座，主講者是量子論的奠基人之一沃納·海森堡（werner Heisenberg）。雖說今時今日我對于海森堡在歷史上扮演的角色心存異議——當時別的科學家因反對納粹政策紛紛離去，而他卻留下來幫助希特勒制造原子彈——但他的演講給我的生活造成了深刻而積極的影響，使我對量子理論有了更深層次的理解，并且認識到這一理論在我們不斷努力了解自然這一過程中所占的地位。　　量子力學是整個科學世界中最奇特的領域。以我們地球上的日常生活為視角的話，量子力學看起來純粹是無稽之談，它所論述的是主宰微觀粒子領域的自然法則（也涉及某些龐大的體系，比如超導體）?！傲孔印币辉~本身指的是很小的一份能量——微乎其微的一份。量子力學，也就是所謂的“量子論”，探討的是構成物質的基本單位，即構成宇宙萬物的極小粒子。這類粒子包括原子、分子、中子、質子、電子、夸克，還有光子——構成光的基本單位。所有這些物體（我們暫且稱之為物體）都比人類的肉眼所能看見的東西要小得多。在這個層面上，突然之間，我們所熟悉的一切行為規(guī)律都失去了效應。進入這個新奇的微觀世界后，我們會體驗到種種困惑和詭異，就好像愛麗絲在仙境中探險一般．在虛幻迷離的量子世界中，粒子就是波，波就是粒子。因此，光線既是一束起伏跳蕩過空間的電磁波，同時又是一串向著觀察者飛速運動的微粒，因為有一些量子實驗和量子現(xiàn)象揭示了光的波動性，而另外一些實驗和現(xiàn)象則揭示了光的微粒性——但是這兩種性質從來不能同時被表現(xiàn)出來。而在我們尚未對光進行觀察和實驗之前，光同時既是電磁波又是粒子。

內容概要

　　《糾纏態(tài)：物理世界第一謎》記載了一群科學家，他們窮畢生之力來證明這種量子論所預言的、由愛因斯坦引起科學界廣泛關注的詭異效應確實是自然界所固有的現(xiàn)象?！八箍铺?，開始傳送！”《星際旅行》里的場景會不會成為現(xiàn)實？量子力學告訴我們：也許……就在不遠的將來。自從網絡空間（cyberspace）——由科幻小說家杜撰的名詞——變成了現(xiàn)實， “科學”與“科幻”之間的界線愈加模糊。今天，年輕的量子力學向我們承諾：人類某些最不著邊際的夢想可能會真的實現(xiàn)?！凹m纏態(tài)”正是奇異的量子力學世界里最不可思議的一道風景?！　垡蛩固拐J為，量子力學規(guī)定了糾纏態(tài)的存在，也就是說亞原子微粒間有可能產生某種聯(lián)系，其中一個微粒無論發(fā)生什么變化，與之相聯(lián)的微粒便會即刻發(fā)生相應的變化，哪怕它們之間相隔整整一個宇宙。他覺得，假如量子力學能夠推出如此難以置信的奇怪的結果，那么量子論一定不能成立。可是，在美國和歐洲實施的新的科學實驗卻證明了糾纏現(xiàn)象不但真的會發(fā)生，而且還可以用來建立牢不可破的密碼，甚至實現(xiàn)隱形傳態(tài)……　　來吧，進入屬于微粒的奇異的量子力學世界。在這里，粒子即波，波即粒子。這是一個奇幻的領域，不確定性無處不在。但若我們細細思量它的神秘面目，也許，就在我們有生之年，會發(fā)現(xiàn)不可解密碼乃至隱形傳態(tài)的秘密……

書籍目錄

前言敬告讀者第一章 神秘的和諧力第二章 序幕第三章 托馬斯·楊的實驗第四章 普朗克常量第五章 哥本哈根學派第六章 德布羅意導波第七章 薛定諤和他的方程第八章 海森堡的顯微鏡第九章 惠勒的貓第十章 匈牙利數學家第十一章 愛因斯坦登場第十二章 波姆與阿哈朗諾夫第十三章 約翰·貝爾的定理第十四章 克勞瑟、霍恩、西摩尼的夢第十五章 阿萊恩·阿斯派克特第十六章 激光槍第十七章 三粒子糾纏第十八章 十千米實驗第十九章 隱形傳態(tài)：“斯科特，開始傳送！”第二十章 量子魔術：這一切究竟說明了什么？致謝注解參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一章 神秘的和諧力　　“要想披戴伽利略的榮光，光憑遭受來自嚴酷權威的迫害是不夠的，你還必須正確。”　　——羅伯特·帕克（Robert Park）　　此時此地發(fā)生的某種情況能夠同一時刻在萬里之外引起某種反應，這可能嗎？我們在實驗室里進行某種測量，而同一時刻，在10英里（16千米）以外，或世界的另一頭，乃至宇宙的彼端，一個類似的行為也在發(fā)生，這可能嗎？令人驚奇的是，與我們所擁有的關于宇宙運作的直覺經驗恰恰相反，這種現(xiàn)象確實存在，這就是本書要講述的“量子糾纏”?！凹m纏”中的雙方無法逃脫地聯(lián)系在一起，無論它們之間的距離多么遙遠。本書記載了一群科學家，他們窮畢生之力來證明這種量子論所預言的、由愛因斯坦引起科學界廣泛關注的詭異效應確實是自然界所固有的現(xiàn)象?！　∵@群科學家對“糾纏效應”進行了研究，以確鑿的證據證實了“糾纏”是一種真實存在的現(xiàn)象，同時也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象中其他同樣令人困惑的方面。我們想象一下：愛麗絲（Alice）和鮑勃（Bob）是一對幸福的夫婦，一次愛麗絲出差離開了家，鮑勃遇見了大衛(wèi)（Dave）的太太卡羅爾（Carol），正好大衛(wèi)也不在卡羅爾身邊，他跑到世界的另一頭去了，離另外三個人都很遠。結果鮑勃和卡羅爾糾纏到一起，他們都忘記了各自的配偶，只覺得他們倆本來就是天造地設的一對，注定要廝守終生。與此同時，從未謀面的愛麗絲和大衛(wèi)鬼使神差地也接上了頭，他們彼此遠隔千山萬水，連面也沒有見過，卻突然變得像夫妻一樣心意相通，兩情相悅。如果將故事中的4個人物換成4個粒子，分別標作A、B、C、D，那么上述的咄咄怪事便會真的發(fā)生。假如粒子A和B相糾纏，C和D相糾纏，那么我們就可以借助儀器令B和C糾纏起來，從而導致相互分離的A和D之間產生糾纏態(tài)?！　　?/pre>








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