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2022诺贝尔物理学奖通俗易懂(如何通俗易懂的跟人讨)

2022诺贝尔物理学奖通俗易懂(如何通俗易懂的跟人讨)让我们回到话题开头,很多时候物理学离我们太遥远,是因为我们没有切切实实地体会到那种好处。瞬间移动听上去还是有点扯,我们换个例子好了。尽管这场论战的结果在当时是爱因斯坦占了上风,但放在当今的眼光来看,玻尔说的可能是对的。“某个粒子在没被观测的时候自由变化运动,当它被人类观测的时候,它瞬间就不再变化运动了。”而当时玻尔就认为,正是观测者进行观测的这一行为干涉了粒子不规则运动的条件,粒子做出了被观测后的反应,从不规则变化的运动变成了不变的运动。爱因斯坦反对这一观点,认为就算没在观察的时候它也是正常的变化运动着,只不过这个正常的变化运动我们还不知道是什么而已。薛定谔支持后者的观点,提出了薛定谔的猫这样半死半活的叠加态生物来讽刺玻尔。后来这只猫也成为了著名的志怪生物,在许多有趣的物理学史里都会被提及。

2022年的诺贝尔物理学奖颁发给了三个研究量子纠缠的物理学家。分别是法国科学家阿兰·阿斯佩、美国科学家约翰·克劳泽和奥地利科学家安东·蔡林格,以表彰他们在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所做出的贡献。

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有趣的是,量子物理是一项非常神秘的研究方向,它所能研究出来的极限是让‘瞬间移动’成为可能,如果你喜欢看科幻小说,会发现作家们往往喜欢这样写:

“在未来,超距离的穿梭已经变得轻而易举,人类终于可以随心所欲地穿梭于各大星系之中。”

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若是不这样写的话,未来就变得没什么好期待了。因为我们都知道地球上的资源迟早会被消耗干净,殖民太空成为了我们为数不多的选择之一。让我们把话题拉回来,如果要讨论量子物理,就不得不拎出爱因斯坦和玻尔的那场著名论战,在布鲁塞尔的索尔维。爱因斯坦认为“上帝不会掷骰子。”认为宇宙万物都有一个因果,不过那条线索还没被求证。玻尔则反对这一点,因为在当时有个著名的干涉实验。

“某个粒子在没被观测的时候自由变化运动,当它被人类观测的时候,它瞬间就不再变化运动了。”

而当时玻尔就认为,正是观测者进行观测的这一行为干涉了粒子不规则运动的条件,粒子做出了被观测后的反应,从不规则变化的运动变成了不变的运动。爱因斯坦反对这一观点,认为就算没在观察的时候它也是正常的变化运动着,只不过这个正常的变化运动我们还不知道是什么而已。

2022诺贝尔物理学奖通俗易懂(如何通俗易懂的跟人讨)(3)

薛定谔支持后者的观点,提出了薛定谔的猫这样半死半活的叠加态生物来讽刺玻尔。后来这只猫也成为了著名的志怪生物,在许多有趣的物理学史里都会被提及。

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尽管这场论战的结果在当时是爱因斯坦占了上风,但放在当今的眼光来看,玻尔说的可能是对的。

让我们回到话题开头,很多时候物理学离我们太遥远,是因为我们没有切切实实地体会到那种好处。瞬间移动听上去还是有点扯,我们换个例子好了。

由于粒子和粒子之间会互相干涉,所以假设我们有一个很理想的环境,一个粒子的变化引起另外一个粒子的变化。比方说变颜色吧——两个白色的球放在墙的两端,其中一个被人为涂成了黑色,这时候另外一个球也变成了黑色。

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在这两个球之间,有无形的,无法被肉眼看见的线条连接着,导致对面的球也变了颜色。

这听上去还是有点不切实际,但如果我们缩小这个球,缩小到极小极小,成为一个量子;有人会说改变一个小量子有什么用——但是一个量子上面承担的信息也可以是海量的。

摩斯电码的SOS本身没有含义,但是如果我们约定好“三短三长三短”是求救信号,那上面的信息不就直观的体现出来了吗?

这就是量子通信的重要之处了,它让无成本交流成为了可能,是很伟大的科学研究。

但是其中的高深之处,就不是我们能理解的了,像我们这样的普通凡人——还是去读读科幻小说,畅想一下有趣的未来吧。

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