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兔子:你听说过薛定谔的猫吗?
圆圆:没有,是哪个名人的宠物又惹官司了?
摩罗:你太没水准了,薛定谔的猫都不知道,让兔子老师来给你补补课。
兔子:对于宠物管理部门来说,相比名人的宠物,恐怕薛定谔的猫应该是他们70年来最大的麻烦了。因为这只诞生于1935年、且国际知名的长寿猫,到现在都不知道究竟有没有去世。简单解释就是说,这只假想试验中的猫被置于一种量子状态中,处于半死不活的混沌状态。要得知确定的信息,必须要打开盒子,但是打开盒子,就会立刻将猫从混沌状态带到二择的“死或生”中。
圆圆:怪不得,管理部门肯定不打算扯进什么虐杀动物的官司里——何况还是个著名“猫”物。
兔子:不过现在,加州大学圣芭芭拉分校的物理学家马丁尼斯也许能帮大家解决这个问题,他正打算进行一个决定性的试验,以证明近几年物理学界的一系列推断:量子物理比我们想象的更复杂而且更本质。
这里涉及的是一个最基本的量子物理问题:物体的量子态存在。自从薛定谔提出了著名的“半死不活猫”之后,这个问题一直没有得到很好的解决,或者说我们的科学家一直不满足于只是在理论上进行假设,他们决定无论如何要打开盖子看一下。但是以前的理论认为量子态是不能被“观察”的,例如“退相干理论”认为,一个量子态体系会由于与周围环境的接触而失去量子特性——或者简单来说失去其不确定性。而近年来的研究认为,这些理论都存在问题,其原因在于所谓的“观察”并不是瞬时发生的,而需要一个有限的时间来完成。这就给了科学家们做手脚的机会,从而才可能进行上述的试验。他们用一种“弱观察”来获取量子态的信息,然后再逆向进行次操作,抵消前次的影响。这样,只要动作迅速,就可以让量子体系认为观测没有发生,从而不会影响猫的生死。
摩罗:听起来似乎很不错嘛。不过肯定会有问题吧?
兔子:当然凡事皆有利弊,问题就在于这种“弱观察”获得的信息非常之少,以至于要判断一个简单的“生存还是死亡?”,都还是一个问题。
圆圆:那看来宠物管理部门要想知道正确的信息,恐怕还要多花些钱,多试验几次。不过这个试验就只是为了救一只小猫?
兔子:当然不是。这个试验如果成功,其意义可谓非常深远,甚至有人提出会导致所有的量子力学理论被推翻。因为我们之前认为是观察决定了真实的存在,使所有的量子状态成为经典状态,而如果观察是可逆的,是否被创造的真实也是可以逆转的?当然我们不要走得这么远,般来说完善的理论常得到修正,但很难真正被推翻。就好像相对论只是对牛顿力学的修正,这一次试验也很可能只是对之前“经典”量子力学的补充而已。
摩罗:其实我觉得,还是对一些现实问题更有直接的影响,比如说量子计算机的研发。
圆圆:听说这个量子计算机一旦制造出来,现在的所有电脑都变成垃圾了?那是不是我要准备攒钱了?
兔子:嗯,你放心,量子计算机暂时还不会影响你玩游戏的。因为它的问世还需要很多技术上的突破。比如说这里,就是针对其存储的项研究:2005年澳大利亚堪培拉的国家大学激光物理中心成功地在一块水晶中存储了几秒的光。他们现在正在计划存储单个的光子,从而制造一个量子存储器。
圆圆:这听起来很像那个鲍勃·肖的《昔日之光》(1968)啊。把光留住,让美妙的景色和我们的心情都保留下来,简直是相当Wonderful!对了,请问这种水晶多少钱一块?
摩罗:放心,你买不起。说到量子力学,我这里还有一些很有趣的消息。比如我手上这份美国空军2003年的研究报告,就是关于所谓的物质传送。其中提到几种可能的途径,包括精神传送、物理传送、量子传送、平行宇宙,还有科幻小说中的相关描写。我们再对照2004年的一则消息,德国因斯布鲁克大学的物理实验研究所与美国洛斯拉莫斯实验室的合作,完成了一对钙离子间量子状态的传输。也许很快就能看到所谓的量子传送了。
圆圆:那是不是像Star Trek里面的空间传送?Biu的一下就没了?
兔子:嗯,只要你不怕被别人中途劫了道……
圆圆、摩罗:啊?这也可以?
兔子:当然,如果这次的关键试验能证明所谓的弱观察是可行的,现在所有研究中的量子计算机和量子加密技术恐怕都要从头来过了。因为黑客们完全可以用多次的“弱观察”窃取你的关键信息。至少可以判断信息的价值。或者在你传送的过程中往你的身体里放点什么奇怪的信息进去,到目的地再还原出来的没准你就多出个尾巴,或者失去了记忆什么的。
圆圆:至少现在我们还不用担心这个问题,估计也没人能看到这些麻烦的量子效应。
兔子:那可不一定。2006年底,三组科学家想办法用光子轰击一个镜面。以降低其温度,这样可以抵消理论上影响量子效应的热振动效应,也许就能用肉眼看到镜子本身的量子效应。虽然到现在还没什么新的进展,不过难保哪天你家冰箱里的冻鱼会变成两条。
圆圆:嗯?难道量子力学也可以复制吗?真是越听越糊涂啊……
摩罗:不过这量子力学确实不太好理解啊,就连写这个题材的科幻小说都是少之又少。在20世纪70年代之前,好像只有詹姆斯·布利什的《Nor lron Bars》(1957)明确以量子效应作为主题。到了70年代,随着空间计划的成功和科学技术、影视特技的进步。硬科幻再次复兴,物理学又成为了科幻的关注所在。不过他们关注的更多是物理学带来的奇迹或者隐喻,很少有作者能真正理解那些公式和原理。比如海森堡的不确定性原理和薛定谔的猫,都成为科幻作者最为喜欢的压轴好戏。他们用这些名词和比喻来颠覆旧时代的定论,宣布一切都不确定,所有的人在某种意义上都不过是一只半死不活的猫。厄休拉·勒吉恩1974年写了《薛定谔的猫》,罗伯特·威尔森几年后写了《薛定谔猫》三部曲,弗雷德里克·波尔1986年写了《量子猫的来临》,而乔治·艾芬格1988年也写了《薛定谔的猫咪》,还有康妮·威利斯1989年的《在市场》。
兔子:确实如此,进入20世纪90年代的科幻小说虽然看起来更关注新科技,但是真正懂得一些科学理论的恐怕也只有寥寥数人而已。其他人更多是从新闻报道和科学文献中获取一些信息,很难写出有新意的文章啊。
圆圆:没关系,反正读者也不懂,我们只要看个热闹就好了。
摩罗:就是因为有你这样的读者,作者们才没有动力!作为一个科幻作者,自觉努力学习,尽量多了解一些,才有可能进发出独特而精美的创意。所以,你还是赶紧去补课吧。
兔子、圆圆、摩罗:那么,大家再见了,我们下次继续介绍新的科技新闻和科幻掌故。多谢!
圆圆:没有,是哪个名人的宠物又惹官司了?
摩罗:你太没水准了,薛定谔的猫都不知道,让兔子老师来给你补补课。
兔子:对于宠物管理部门来说,相比名人的宠物,恐怕薛定谔的猫应该是他们70年来最大的麻烦了。因为这只诞生于1935年、且国际知名的长寿猫,到现在都不知道究竟有没有去世。简单解释就是说,这只假想试验中的猫被置于一种量子状态中,处于半死不活的混沌状态。要得知确定的信息,必须要打开盒子,但是打开盒子,就会立刻将猫从混沌状态带到二择的“死或生”中。
圆圆:怪不得,管理部门肯定不打算扯进什么虐杀动物的官司里——何况还是个著名“猫”物。
兔子:不过现在,加州大学圣芭芭拉分校的物理学家马丁尼斯也许能帮大家解决这个问题,他正打算进行一个决定性的试验,以证明近几年物理学界的一系列推断:量子物理比我们想象的更复杂而且更本质。
这里涉及的是一个最基本的量子物理问题:物体的量子态存在。自从薛定谔提出了著名的“半死不活猫”之后,这个问题一直没有得到很好的解决,或者说我们的科学家一直不满足于只是在理论上进行假设,他们决定无论如何要打开盖子看一下。但是以前的理论认为量子态是不能被“观察”的,例如“退相干理论”认为,一个量子态体系会由于与周围环境的接触而失去量子特性——或者简单来说失去其不确定性。而近年来的研究认为,这些理论都存在问题,其原因在于所谓的“观察”并不是瞬时发生的,而需要一个有限的时间来完成。这就给了科学家们做手脚的机会,从而才可能进行上述的试验。他们用一种“弱观察”来获取量子态的信息,然后再逆向进行次操作,抵消前次的影响。这样,只要动作迅速,就可以让量子体系认为观测没有发生,从而不会影响猫的生死。
摩罗:听起来似乎很不错嘛。不过肯定会有问题吧?
兔子:当然凡事皆有利弊,问题就在于这种“弱观察”获得的信息非常之少,以至于要判断一个简单的“生存还是死亡?”,都还是一个问题。
圆圆:那看来宠物管理部门要想知道正确的信息,恐怕还要多花些钱,多试验几次。不过这个试验就只是为了救一只小猫?
兔子:当然不是。这个试验如果成功,其意义可谓非常深远,甚至有人提出会导致所有的量子力学理论被推翻。因为我们之前认为是观察决定了真实的存在,使所有的量子状态成为经典状态,而如果观察是可逆的,是否被创造的真实也是可以逆转的?当然我们不要走得这么远,般来说完善的理论常得到修正,但很难真正被推翻。就好像相对论只是对牛顿力学的修正,这一次试验也很可能只是对之前“经典”量子力学的补充而已。
摩罗:其实我觉得,还是对一些现实问题更有直接的影响,比如说量子计算机的研发。
圆圆:听说这个量子计算机一旦制造出来,现在的所有电脑都变成垃圾了?那是不是我要准备攒钱了?
兔子:嗯,你放心,量子计算机暂时还不会影响你玩游戏的。因为它的问世还需要很多技术上的突破。比如说这里,就是针对其存储的项研究:2005年澳大利亚堪培拉的国家大学激光物理中心成功地在一块水晶中存储了几秒的光。他们现在正在计划存储单个的光子,从而制造一个量子存储器。
圆圆:这听起来很像那个鲍勃·肖的《昔日之光》(1968)啊。把光留住,让美妙的景色和我们的心情都保留下来,简直是相当Wonderful!对了,请问这种水晶多少钱一块?
摩罗:放心,你买不起。说到量子力学,我这里还有一些很有趣的消息。比如我手上这份美国空军2003年的研究报告,就是关于所谓的物质传送。其中提到几种可能的途径,包括精神传送、物理传送、量子传送、平行宇宙,还有科幻小说中的相关描写。我们再对照2004年的一则消息,德国因斯布鲁克大学的物理实验研究所与美国洛斯拉莫斯实验室的合作,完成了一对钙离子间量子状态的传输。也许很快就能看到所谓的量子传送了。
圆圆:那是不是像Star Trek里面的空间传送?Biu的一下就没了?
兔子:嗯,只要你不怕被别人中途劫了道……
圆圆、摩罗:啊?这也可以?
兔子:当然,如果这次的关键试验能证明所谓的弱观察是可行的,现在所有研究中的量子计算机和量子加密技术恐怕都要从头来过了。因为黑客们完全可以用多次的“弱观察”窃取你的关键信息。至少可以判断信息的价值。或者在你传送的过程中往你的身体里放点什么奇怪的信息进去,到目的地再还原出来的没准你就多出个尾巴,或者失去了记忆什么的。
圆圆:至少现在我们还不用担心这个问题,估计也没人能看到这些麻烦的量子效应。
兔子:那可不一定。2006年底,三组科学家想办法用光子轰击一个镜面。以降低其温度,这样可以抵消理论上影响量子效应的热振动效应,也许就能用肉眼看到镜子本身的量子效应。虽然到现在还没什么新的进展,不过难保哪天你家冰箱里的冻鱼会变成两条。
圆圆:嗯?难道量子力学也可以复制吗?真是越听越糊涂啊……
摩罗:不过这量子力学确实不太好理解啊,就连写这个题材的科幻小说都是少之又少。在20世纪70年代之前,好像只有詹姆斯·布利什的《Nor lron Bars》(1957)明确以量子效应作为主题。到了70年代,随着空间计划的成功和科学技术、影视特技的进步。硬科幻再次复兴,物理学又成为了科幻的关注所在。不过他们关注的更多是物理学带来的奇迹或者隐喻,很少有作者能真正理解那些公式和原理。比如海森堡的不确定性原理和薛定谔的猫,都成为科幻作者最为喜欢的压轴好戏。他们用这些名词和比喻来颠覆旧时代的定论,宣布一切都不确定,所有的人在某种意义上都不过是一只半死不活的猫。厄休拉·勒吉恩1974年写了《薛定谔的猫》,罗伯特·威尔森几年后写了《薛定谔猫》三部曲,弗雷德里克·波尔1986年写了《量子猫的来临》,而乔治·艾芬格1988年也写了《薛定谔的猫咪》,还有康妮·威利斯1989年的《在市场》。
兔子:确实如此,进入20世纪90年代的科幻小说虽然看起来更关注新科技,但是真正懂得一些科学理论的恐怕也只有寥寥数人而已。其他人更多是从新闻报道和科学文献中获取一些信息,很难写出有新意的文章啊。
圆圆:没关系,反正读者也不懂,我们只要看个热闹就好了。
摩罗:就是因为有你这样的读者,作者们才没有动力!作为一个科幻作者,自觉努力学习,尽量多了解一些,才有可能进发出独特而精美的创意。所以,你还是赶紧去补课吧。
兔子、圆圆、摩罗:那么,大家再见了,我们下次继续介绍新的科技新闻和科幻掌故。多谢!