“斯科特,開(kāi)始傳送!”《星際旅行》里的場(chǎng)景會(huì)不會(huì)成為現(xiàn)實(shí)?量子力學(xué)告訴我們:也許……就在不遠(yuǎn)的將來(lái)。
自從網(wǎng)絡(luò)空間(cyberspace)——由科幻小說(shuō)家杜撰的名詞——變成了現(xiàn)實(shí),“科學(xué)”與“科幻”之間的界線(xiàn)愈加模糊。今天,年輕的量子力學(xué)向我們承諾:人類(lèi)某些最不著邊際的夢(mèng)想可能會(huì)真的實(shí)現(xiàn)。“糾纏態(tài)”正是奇異的量子力學(xué)世界里最不可思議的一道風(fēng)景。
愛(ài)因斯坦認(rèn)為,量子力學(xué)規(guī)定了糾纏態(tài)的存在,也就是說(shuō)亞原子微粒間有可能產(chǎn)生某種聯(lián)系,其中一個(gè)微粒無(wú)論發(fā)生什么變化,與之相聯(lián)的微粒便會(huì)即刻發(fā)生相應(yīng)的變化,哪怕它們之間相隔整整一個(gè)宇宙。他覺(jué)得,假如量子力學(xué)能夠推出如此難以置信的奇怪的結(jié)果,那么量子論一定不能成立。可是,在美國(guó)和歐洲實(shí)施的新的科學(xué)實(shí)驗(yàn)卻證明了糾纏現(xiàn)象不但真的會(huì)發(fā)生,而且還可以用來(lái)建立牢不可破的密碼,甚至實(shí)現(xiàn)隱形傳態(tài)……
來(lái)吧,進(jìn)入屬于微粒的奇異的量子力學(xué)世界。在這里,粒子即波,波即粒子。這是一個(gè)奇幻的領(lǐng)域,不確定性無(wú)處不在。但若我們細(xì)細(xì)思量它的神秘面目,也許,就在我們有生之年,會(huì)發(fā)現(xiàn)不可解密碼乃至隱形傳態(tài)的秘密……
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(shí)驗(yàn)
第四章 普朗克常量
第五章 哥本哈根學(xué)派
第六章 德布羅意導(dǎo)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(shù)學(xué)家
第十一章 愛(ài)因斯坦登場(chǎng)
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(mèng)
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(shí)驗(yàn)
第十九章 隱形傳態(tài):“斯科特,開(kāi)始傳送!”
第二十章 量子魔術(shù):這一切究竟說(shuō)明了什么?
致謝
注解
參考文獻(xiàn)
第一章 神秘的和諧力
“要想披戴伽利略的榮光,光憑遭受來(lái)自嚴(yán)酷權(quán)威的迫害是不夠的,你還必須正確!
——羅伯特·帕克(Robert Park)
此時(shí)此地發(fā)生的某種情況能夠同一時(shí)刻在萬(wàn)里之外引起某種反應(yīng),這可能嗎?我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里進(jìn)行某種測(cè)量,而同一時(shí)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(gè)類(lèi)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(guān)于宇宙運(yùn)作的直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)恰恰相反,這種現(xiàn)象確實(shí)存在,這就是本書(shū)要講述的“量子糾纏”!凹m纏”中的雙方無(wú)法逃脫地聯(lián)系在一起,無(wú)論它們之間的距離多么遙遠(yuǎn)。
本書(shū)記載了一群科學(xué)家,他們窮畢生之力來(lái)證明這種量子論所預(yù)言的、由愛(ài)因斯坦引起科學(xué)界廣泛關(guān)注的詭異效應(yīng)確實(shí)是自然界所固有的現(xiàn)象。 這群科學(xué)家對(duì)“糾纏效應(yīng)”進(jìn)行了研究,以確鑿的證據(jù)證實(shí)了“糾纏”是一種真實(shí)存在的現(xiàn)象,同時(shí)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(ài)麗絲(Alice)和鮑勃(Bob)是一對(duì)幸福的夫婦,一次愛(ài)麗絲出差離開(kāi)了家,鮑勃遇見(jiàn)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(gè)人都很遠(yuǎn)。結(jié)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(jué)得他們倆本來(lái)就是天造地設(shè)的一對(duì),注定要廝守終生。與此同時(shí),從未謀面的愛(ài)麗絲和大衛(wèi)鬼使神差地也接上了頭,他們彼此遠(yuǎn)隔千山萬(wàn)水,連面也沒(méi)有見(jiàn)過(guò),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(gè)人物換成4個(gè)粒子,分別標(biāo)作A、B、C、D,那么上述的咄咄怪事便會(huì)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(lái),從而導(dǎo)致相互分離的A和D之間產(chǎn)生糾纏態(tài)。
……