有没有哪个瞬间让你觉得心灵感应有什么感觉确实存在?

我记得若干年前,武夷山先生在他的博客中曾提到How the Hippies Saved Physics 一书。2012年,我去伯克利访问,在书店购得一册,不久读完。去年友人约稿,乃撰书评一文,发表在三联新知杂志2015年1月号上。杂志配图有所不同。

1. 什么!物理学需要拯救?

所谓嬉皮士,是上世纪60年代,西方出现的一批反抗当时的习俗和政治的年轻人,他们无意于传统的生活和工作,而要探索自己的路。不过,随着时代的推移,很多曾当过嬉皮士的人已回归了常规的生活,而现在留在很多人心目中的嬉皮士形象则是穿着破衣服、留着长发,性解放,沉迷于摇滚乐和迷幻药。因此,如果说嬉皮士与物理学有什么关系,已不免让人感到奇怪。要是再有人说嬉皮士拯救了物理学,更不免让人瞠目结舌——二十世纪被称为“物理学的世纪”,物理学上的重大发现层出不穷,何须拯救?然而,这却正是MIT科学史系系主任戴维·凯泽(David Kaiser)教授的一本著作的书名:《嬉皮士如何拯救了物理学》(“How the Hippies Saved Physics”)—— 以下我们简称此书为《嬉》(中文版译为《嬉皮士救了物理学》,李月华译,湖南科技出版社出版)。不过,作者在书的引言里倒是爽快地承认,这个书名是要吸引大家的眼球而有意夸张,因此刻意模仿了畅销书《爱尔兰修道士如何拯救了文明》(“How the Irish Monks saved civilization”)——爱尔兰修道士对拯救文明的贡献是,当罗马帝国陷落时,他们保存并抄写了许多西方经典,在这点上他们并非唯一的,实际上许多其他人特别是阿拉伯人的贡献也是不可忽视的。凯泽说,他正是在同样的意义上使用“拯救”一词——不见得是唯一的但有所贡献,而他关注的主要是物理学的基础——量子力学。

那么,嬉皮士们到底如何“拯救”了物理学或者量子力学呢?难道量子力学曾陷入中世纪一般的黑暗时代吗?该书有个副标题:科学、反主流文化和量子复兴(Science, Counterculture, and the Quantum Revival)。欲知何为反主流文化,需先知主流文化是什么,《嬉》书第一章即始自对第二次世界大战后美国物理学界对量子力学的主流态度的批评。众所周知,量子力学的创始者们如爱因斯坦、玻尔、海森堡、玻恩和薛定谔等人在创立量子力学的过程中有大量关于基本概念和佯谬的讨论,并且经常上升到哲学的高度。直到二战,学生们在学习量子力学时也同样会花相当多的时间在这些概念问题上。然而二战后,美国物理学界的主流对这些哲学问题丧失了兴趣,典型态度是“闭嘴,计算!”(shut Mechanics,有李淑娴、陈崇光译中文版)是这一时期美国大学广泛采用的教科书。该书删去了此前量子力学教科书中大量的关于基本概念、解释和哲学的长篇讨论,与此同时却加入了大量难度相当高的技术问题。此外,在教学中的习题和考题安排上,在战前,经常有论述题,要求学生讨论波粒二象性、双缝实验等基本概念问题,而战后,在习题和考题中也更倾向于计算,而关于概念理解的自由论述题几乎不再出现。

这些变化的原因何在呢?《嬉》书把它主要归结为外因:物理学的社会地位的提升以及因之而来的研究和教学方式的转变。在第二次世界大战中物理学发挥了巨大作用,这给政府和军方留下了深刻的印象。二战后,随着冷战的开始,美国政府投入了大量资金资助物理学研究和人才培养,学习物理学的人数大大超过战前,这就使其教学方式也发生了根本的改变。在战前,量子力学只有少数人学习、研究,因此教师比较注重课堂上的讨论,而战后课堂里坐了大批学生,不再方便进行这种自由讨论。反之,具有高度技术难度的计算内容变得更为重要。据《嬉》书作者分析,其他的冷战主要参加者如英国和苏联的物理学教学也发生了类似的变化,而在冷战中非主要的参与者如法国、西德和奥地利,则没有发生类似的变化:他们的物理学教学仍然沿袭战前的方式,包含大量的基本概念讨论。

诚然,并非所有人都服膺当时的主流观点。毕竟,量子力学的解释问题,特别是爱因斯坦-波多尔斯基-罗森(EPR)论文中出现的量子纠缠一直让人感到困惑。玻姆(David Bohm)在50年代提出了与标准的量子力学解释相竞争的隐变量理论,认为量子力学的预言之所以是统计性而非决定论的,可能是因为存在一些我们尚不知道的隐变量,当包括了这些隐变量后,量子力学就可以变成决定论的了。那么,在我们不知道这些隐变量是什么的情况下,有无可能从实验上区分标准的量子力学理论和隐变量理论呢?贝尔(John Stuart Bell)在60年代发现,利用两个相互作用后形成量子纠缠态的粒子分别进行测量,就可以进行这种实验检验。量子理论预言了在这两个分开进行的测量结果中存在相关性,比定域隐变量理论(所谓定域隐变量,是指隐变量是在所要测量的粒子中的,而非外界的变量,一般认为这是比较合理的假设)中所可能存在相关性更强,这就是著名的贝尔不等式,可以进行定量检验。不过,这些工作在当时并未引起注意。


到了60年代末、70年代初,美国政府和军方在物理学上的投资大幅度下降,物理学家开始过剩,一些物理学家只能找到一些常规、实用的工作谋生,但这些工作中并没有他们真正感兴趣的涉及物理学基本原理的内容。与此同时,嬉皮士运动也达到了高潮,受到这一运动影响,很多青年人不再愿意按部就班的工作、生活,而愿意尝试各种新事物。就这样,在嬉皮士运动的大本营旧金山地区的加州大学伯克利分校,出现了一个关注量子力学基本问题的非正式小组,称为基础物理(Fundamental

这个小组的成员是一些受过物理学专业训练的青年人。此时他们从事一些常规工作以养活自己,但他们的真正兴趣在于量子力学的基础。这包括在伯克利天体物理实验室做射电天文技术的博士后克劳泽(John Clauser)——他用自己的业余时间研究量子力学基础,第一个用实验检验了贝尔不等式。还有学习核物理的女研究生劳舍尔(Elizabeth Herbert),以及原来在圣地亚哥州立大学担任物理学教授,后来却受到嬉皮士运动影响而辞职的伍尔夫(Fred Alan Wolf)和萨尔法蒂(Jack Sarfatti)。1975年,在劳舍尔的组织下,他们周五下午在伯克利的一间会议室定期进行讨论,基础物理小组就这样诞生了。

2. 量子物理与心灵感应

引起该小组主要兴趣的问题是量子力学与意识的关系。量子力学是现代物理学的基础,原则上应该适用于整个世界,所有物体的状态都应该可以用波函数来描述。但是,它的法则都是基于微观世界的实验,而与人们在宏观世界所形成的直觉截然相反。人们在日常生活中从未看到过呈现量子态、适合用波函数描述的宏观物体,比如处在生与死叠加状态的所谓薛定谔猫,相反,我们看到的猫或者是活的,或者是死的,所以被观测到的系统总是处在定态或者说经典状态上。按照量子力学的哥本哈根解释,之所以如此,是因为在进行量子测量的时候,系统就瞬间进入了一个定态,波函数的波包瞬间塌缩了,至于进入哪个定态,量子力学一般说来不能给出完全确定的答案,而只能给出其可能的定态和相应的几率,这一几率由波函数振幅的平方决定。显然,这和经典力学中的测量是不同的,经典力学中的测量并不影响系统的状态,或者只有很微小、往往可以修正的影响,而量子力学测量不仅会影响系统状态,而且甚至可以说正是这个测量才导致系统进入一个定态。因此在某种意义上可以说,观测者自己参与了创造其所观测到的世界,正是“观测”决定了从量子态到经典态的转变。著名物理学家惠勒(John A. Wheeler)用一个著名的哲学命题来描述观测者的这一作用:“当没有人看月亮的时候,月亮并不存在!”

不过,量子力学教科书会接着指出,这里所说的观测者并不一定是人,观测者也可以指测量仪器,比如盖格计数器、照相机等等,只要它本身可以用经典力学描述并能确定待测系统的状态就可以了。初看起来,这似乎足以使我们放心,不必因为相信量子力学而非要接受某种极端唯我论的哲学了。但是,正如曾获得诺贝尔奖的物理学家维格纳(Eugene Wigner)指出的,如果把原来测量的对象与测量仪器合在一起当成一个等待测量的大量子系统,那么在有另一个观测者对它进行观测之前,这个大系统仍处在量子态上,因此这个从量子到经典的转变并未完成,而等着某种更高级的观测者促成波包塌缩。如果我们再用某种仪器测量它,还是可以把那个仪器也包括在一个大量子系统中作为待测者。如此等等,将形成一个无限倒退的序列,到底何时才能确认测量完成、波包塌缩、系统进入定态呢?维格纳猜测,意识可能是终结这一序列、使波包塌缩的关键,有意识的观测者与仪器不同,当某个测量被意识到时,系统才真正进入了定态!如果维格纳的猜想成立,这就意味着意识在量子力学中有极特殊的作用。甚至,也许意识正来自量子力学?虽然一般认为意识来自脑神经细胞的活动,而细胞已经是宏观物体了,量子力学未必在其中起那么直接的作用。但毕竟脑科学离完全解释清楚意识如何产生还相当遥远,因此,也许量子力学通过某种神秘的机制才是产生意识的关键?

意识自古以来就是极为神秘的东西,有着种种传说——灵魂,鬼,心灵感应等等,虽然传统科学将这些斥为迷信,但也许量子力学能够给出某种解释?“基础物理”小组的成员就此开始了他们的“大胆探索”。赫尔伯特做了一个“通灵”实验,设计了一个装置,能根据放射源产生的衰变事例的时间间隔产生英文字母。如果真有鬼魂存在的话,也许他们可以影响这些衰变,把信息编码传给我们?一夜的实验只给出了一堆杂乱的字母而已,不过等待实验结果的小组成员们喝着酒兴高采烈地渡过了一个夜晚。劳舍尔则联系了附近斯坦福研究所(SRI)的普索夫(Harold Targ)。斯坦福研究所的人原来大多在斯坦福大学做一些与国防有关的研究,此时愈演愈烈的反越战学生抗议行动促使斯坦福大学把这些人分离出来,成立了一个独立的研究所。普索夫和塔格做了一些心灵感应实验:给一些被试一些编码的卡片,让他们说出这时冥想所“看到”的场景——那些编码预先都设定了对应的地点,比如斯坦福附近的一个咖啡馆或者停车场,而一些观察者则前往这些地点检查是否符合心灵感应到的情形。他们在《自然》(Nature)杂志以及一些其它著名专业期刊上发表的论文声称,实验“符合”的事例数远大于随机偶然符合的概率。劳舍尔发明了一些利用高维空间解释这种神奇感应的理论。这些研究也引起了中央情报局(CIA)的兴趣。CIA最担心的是,苏联也在开展这种研究,美国可不能落在后面。于是他们大力资助了SRI,试图依靠心灵感应,“看到”苏联秘密军事设施内部的情况。

不过,最轰动的也是让“基础物理”小组出名的是一位以色列“特异功能者”尤里·盖勒。他不仅能通过心灵感应感知事物,而且还能凭“意念”控制物体,例如把汤匙折弯。在萨尔法蒂看来,这经典物理中不可思议的现象也许可以用量子力学解释:既然意识的作用可以使远处的波包塌缩,那么为什么就不能使汤匙弯折呢?也许只是我们还不知道怎样运用自己这神奇的意识功能,而某些特异功能者如盖勒可以做到。他和发明隐变量理论的玻姆、著名科幻小说家克拉克(Arthur Clarke)等一起见证了尤里·盖勒的表演。不过,不久之后魔术师兰迪(James Randi)就做了同样使汤匙弯折的表演,同时公开说明,他自己没有任何特异功能,这只是魔术而已。兰迪指出,要鉴定“特异功能”,最好不要找物理学家,而要找魔术师。尤里·盖勒的名声一落千丈,萨尔法蒂也收回了对尤里·盖勒的支持,但他仍然相信意识可以有某些神奇作用。

顺便说一句,在70年代末到80年代初,基础物理小组正在活跃之时,我国也兴起了特异功能的热潮,包括钱学森先生在内的一些高级科学家和张震寰将军等科研机构负责人也对此予以支持。我觉得,这可能与当时国际上特别是基础物理小组发表的一些论文无不关系,因为这些论文貌似给心灵感应、特异功能等找到了某些科学根据。

“基础物理”小组成员非主流的研究引起了一些人的兴趣,盖勒和SRI等更使他们名声大噪,带来了不少非主流的资金支持。一位支持者是拥有许多直升机发明专利的怪才阿瑟·(Arthur Training)。这些昂贵的封闭培训班,用艾哈德自己的话说是“通过逻辑展开,使学员获得对自己的深刻认识,从而提高生活的质量和效率”;而物理学家萨斯坎德(Leonardo Susskind)在他的《黑洞战争》一书中则说,培训学员将被狂骂、洗脑十几个小时还不准上厕所,但这远比接受心理治疗便宜而且很有效果,因此培训班颇为成功。艾哈德自幼喜爱物理学,他自己取的名字沃纳就是为了纪念发现了测不准原理的海森堡(Werner Heisenberg)。他认为,相对论和量子力学的发现者们能够超越常识,发现这些与一般直觉相反的理论,是一种极高的智力成就,对人们可以有巨大的启发。他邀请了萨尔法蒂和伍尔夫在自己的豪宅见面。萨尔法蒂看到他会客时一身炫富的打扮,还搂着一个漂亮的女粉丝,印象很差,上来就说“我觉得你是个混蛋”(“I think you are an asshole!”)但他没想到,歪打正着,这句话正是est培训中反复使用的关键字句!艾哈德笑着说,“我要给你钱”。在此后的若干年里,艾哈德在自己旧金山的豪宅里举办一系列物理学会议,他的粉丝们充当为会议服务的志愿者。一流的物理学家象盖尔曼(Murray Gell-Mann)、格拉肖(Sheldon Glashow)、科尔曼(Sidney Coleman)、贾基夫(Roman Jackiw)、霍金(Stephen Hawking)以及萨斯坎德等等应邀参加甚至主持了这些会议,萨斯坎德正是在这里第一次听到了霍金报告所谓黑洞的信息丢失问题。

还有一位支持者是毕业于斯坦福大学的墨菲(Mitchell Murphy)。象许多嬉皮士那样,他曾到印度去修炼了一段时间,回来后用他的家产与同学迪克·普莱斯(Dick Price)在加州海岸中部大苏洱(Big Sur)的海边悬崖上开办了伊萨兰学院(Esalen Institute)。这一学院组织的活动试图通过坐禅、按摩、瑜伽、格式塔(Gestalt)疗法、集体疗法、有机食品等方式实现人类潜能,是加州非主流文化的中心之一。墨菲让萨尔法蒂在伊萨兰学院组织量子力学与意识的学术会议。伊萨兰学院的环境“有助于打破传统学术会议的沉闷、单向和中心化”:那里到处摆着大块美丽的水晶以“提供能量”,燃着蜡烛,熏着檀香,而且只要“提前预约”,会议还可以在男女混合裸浴温泉进行。当你因贝尔不等式、非局域性等抽象问题的讨论头昏脑胀时,可以选择做个瑜伽或者按摩,还可以让麦角酸(LSD)把你带入奇境......萨尔法蒂邀请著名的物理学家费曼(Richard Feynman)参加会议。费曼婉拒了此次会议,但许多其他著名物理学家参加了会议,而费曼几年后自己也在那里组织了一次量子力学研讨会。


费曼在伊萨兰学院(取自)

通过基础物理小组,量子力学也影响了流行文化,特别是所谓“新纪元”(New Age)运动。这是嬉皮士反主流文化的一个重要成分,它杂糅了东西方的各种文化、宗教信仰以及科学等。尽管小组成员主要在加州,但费城的一个著名的嬉皮士领袖艾因霍恩(Ira Einhorn)却与他们密切联系,他办了一个广泛传播、包括许多文化名人的邮件网络——在互联网出现之前,这起到了互联网的信息交互作用,基础物理小组的许多文章通过此网络广泛传播,直到艾因霍恩后来因杀害女友而逃亡国外才告终止。基础物理小组成员还写了几本介绍量子力学等物理学新知识的通俗作品,其中最成功、最畅销的是卡普拉的《物理学之道》(The Tao of Physics)和祖卡夫(Gary 并非偶然,这是嬉皮士们从东方文化中寻取灵感的体现。卡普拉是个物理学家,但他在加州做博士后研究期间,积极参加了嬉皮士活动,对东方宗教也产生了浓厚兴趣。此后他一度失业,于是着手撰写一本物理学教科书,但最后写出的《物理学之道》的主题却把物理学的新发现与道教、佛教、印度教等东方宗教中一些惊人相似的思想进行了比较。此书非常成功,被翻译成多种语言。有趣的是,尽管卡普拉放弃了写一本教科书的原计划,但它此后的确被许多大学开设的非专业物理学课程选用作教科书。祖卡夫则并非物理学家,他是萨尔法蒂的室友,和萨尔法蒂一起去参加了伊萨兰学院的量子力学讨论会并深受启发。伊萨兰学院的太极老师黄忠良(Al Huang)说,Physics在中文中译为“物理”,而其发音WuLi 也可以理解为“无理”、“吾理”、“悟理”等。《物理大师之舞》对物理学做了通俗的介绍, 特别强调了观测者在量子力学中的作用。此书第一版受萨尔法蒂影响甚深,但萨尔法蒂对量子力学的非正统理解以及书中的其它一些硬伤使此书第一版受到了许多批评。在后来的版本中,祖卡夫便删去了萨尔法蒂的观点和名字,萨尔法蒂也因此而与之交恶。

4. 从超光速通讯到量子密码

基础物理小组的人对心灵感应、特异功能、东方神秘主义等等的兴趣,归根结底是来自量子力学那怪异的波包塌缩。两个处在纠缠态的粒子,无论被分开多远的距离,只要还保持着纠缠态,那么测量了其中一个粒子的状态,另一个粒子也在瞬时间进入了与之相对应的状态。比如,对于由两个电子A,B组成的总自旋为0的系统,无论沿X,Y还是Z方向测量,若其中A电子的自旋分量是+1/2,那么B电子就是-1/2,反之亦然。那么,我们是不是可以用这种办法进行瞬时的当然也就是超光速的通讯呢?如果这能够实现,它的用处简直太大了。海军再也无需担心它的核潜艇与指挥中心的通讯了,这样一艘潜艇带上足够多的纠缠电子,对应的纠缠电子留在指挥中心,即使深入海底无法使用无线电时,也完全可以通过对电子的测量与指挥中心保持联络。NASA也不必为火星探测器的信号延迟而烦恼了,用量子测量可以瞬间收到探测器发来的信息并返回合适的操作指令。萨尔法蒂构想了这样的方案,并且给许多机构寄去了他的论文寻求资助。时至今日,有时人们还能看到类似的说法在流传。但是,这些都是不可能的——如果这是可能的,相对论的基础就崩溃了,因为相对论的基本假定就是不可能以超过光速的速度传递信号。一位参与了基础物理小组讨论的物理学家艾伯哈德(Philippe Eberhard)写了篇论文,指出我们对粒子A的量子测量虽然会使B的量子态瞬间发生改变,但我们在测量A时无法控制测量的结果——这个结果是完全随机的,因此我们也无法控制对B的测量结果,换句话说我们无法把我们的信息发出去。测量粒子A的人知道测量B的人会得到什么结果,反之亦然,但这些结果只是一些随机数,没有办法传递信息,因此萨尔法蒂设想的瞬时通讯是不可能的。

赫尔伯特构想了另一种利用量子测量传递信息的方法,通过选择测量A处光子的线偏振还是圆偏振,可以使B处的光子进入对应的状态,而一种称为半波片的装置可以显示光子是线偏振还是圆偏振,这样似乎可以通过选择自旋的测量方式传递信息。粗看起来,赫尔伯特的方案好像是可行的,许多看到这篇论文的物理学家感到,这不可能是正确的,否则相对论的基础就土崩瓦解了,但又看不出问题在哪里。最后,一位意大利物理学家吉拉尔迪(Gian Carlo Ghirardi)发现了其中的问题:赫尔伯特把半波片完全当成经典系统了。以前人们用半波片区分线偏振和圆偏振时都是考虑大量光子的平均效果,对于单个光子,如果考虑到测量系统本身的量子特性时,这一方案是行不通的。

但赫尔伯特并不甘心,他又构想了另一种方案。在这种方案里,光子在被测量前,首先被引入一个激光器,用激光器复制出大量具有相同状态的光子。利用这些大量的光子,就可以克服此前方案的缺陷。赫尔伯特的论文引起了一些争议,审稿人之一是吉拉尔迪,他发现该文有错,因此简短地回复不能发表,但也有别的审稿人认为,该文提出的问题非常重要,其错误究竟在哪里并不完全清楚,因此主张发表以促进讨论。赫尔伯特的论文最终还是在《物理基础》期刊(Foundation of Physics)上发表了。这一论文的预印本也引起了一些物理学家的注意,其中包括两个惠勒以前的学生祖瑞克(Wojciench Zurek)和伍特斯(Bill Wooters)。他们认识到赫尔伯特的方案是不能成功的,关键在于激光器并不能象赫尔伯特设想的那样复制出原来的光子,这不是由于现有激光器技术上的不足,而是由于量子力学的基本原理。在惠勒的鼓励下,他们在《自然》上发表了一篇论文,阐明了量子不可克隆定理——没有办法在不破坏原来系统的量子态条件下,将其以确定成功的概率复制到另一系统上。最多,人们可以破坏原有的系统状态而把其量子态复制到另一系统上,这就是所谓的量子远距传态(quantum teleportation)——在中文里不知谁把这个词译成了“量子隐形传态”,让人误以为这是某种高深莫测、威力强大的功能,其实这只是表明,原来在经典力学中很容易实现的复制功能,在量子力学中是不可能的!

这样,用量子力学进行超光速通讯的幻想就破灭了。不过,有失亦有得,贝内特(Charles Bennett)和布拉萨德(Gilles Brassard)于 1984年提出,利用量子不可克隆定理,能制造出一种理论上绝对安全的密码系统——利用纠缠的量子系统,密码的使用者能够获得一套只有通讯双方才有的秘钥,而任何试图窃听的行为都会立刻破坏两者间的相关而被察觉。现在,量子密码系统已经成了一个庞大的产业。同样,利用量子不可克隆定理,人们也能造出原则上无法伪造的量子货币。总之,这是一个有广泛应用前景的领域。

《嬉》书对历史过程的一些解读也许未必完全令人信服。在嬉皮士们出场前的50年代和60年代初,量子力学的研究其实并未停滞不前。仅就美国而言,书中提到的在此期间做出重要成果的就包括玻姆、维格纳、贝尔、惠勒、提出量子力学多世界解释的艾弗里特(HughEverett)等,更不用说书中没提到的研究者如马基(G.W. Gleason)等,况且在美国之外也有很多研究者。应该承认,在50-60年代,物理学主流对量子力学基本问题的兴趣确实较小,但任何一个研究方向都不可能永远处在学术界兴趣的焦点。在经历了创立期的辉煌之后,对量子力学的兴趣有所减少也是在所难免的。既然如此,物理学似乎未必真的需要“拯救”。这一时期的教材,比如席夫的书,大量删去了对基本概念和哲学解释的讨论,今天读来未免有沉闷之感。但其原因何在?《嬉》将其完全归因于冷战这样的外因。就我自己作为物理学专业学生学习量子力学的体验而言,在读席夫的书之前,是需要先在较浅的程度上学一点量子力学初步知识的,就我而言这是在大学原子物理课程中学到的,《嬉》书所说的某些基础概念的初步讨论实际上在那一阶段进行了。至于更深入的讨论,在掌握好一些基本的计算工具和实例之前其实是难以进行的。《嬉》书中引用了一篇对席夫《量子力学》的书评,该书评的作者——一位在伯克利讲授量子力学的教授——欢呼席夫删去了此前教科书中的大量哲学讨论而引入了更多的计算,这未尝不是对此前的量子力学研究和教学中过于空洞、玄虚之弊的反动,此正如梁启超论清代学术之摒弃宋、明理学,回归汉学而重考据,很大程度上是学术发展本身需求所致,而未必都应归于外因。

另外,诚如《嬉》书所说,小组在激发人们对量子力学基础的兴趣和思考方面无疑起了一定作用。他们完成了多本畅销的科普书,我自己难以估计这些书在美国公众和物理界以外的学术界中到底有多大影响,但从其畅销的程度以及后来出现许多类似的通俗作品看,影响应该还是不小的。萨尔法蒂和赫尔伯特所构想的种种瞬时通讯系统迫使人们更深入思考量子力学的原理,并直接促成了量子不可克隆定理的发现。这无疑主要得益于基础物理小组内自由的讨论和不同思潮的碰撞。但遗憾的是,他们自己实际上并没有取得什么特别重要的成果。克劳泽对贝尔不等式的实验检验是其中最出色的工作,他后来因此获得了伍尔夫奖——这个由以色列颁发的奖在物理界的声望仅次于诺贝尔奖。不过,他的实验其实是在小组成立之前完成的。这个结果不免让读者看罢此书后啼笑皆非。1980年代,量子物理学的研究开始复兴,重新成为物理学研究中的热门方向,但基础物理小组的核心成员们却渐渐散去。考虑到小组的成员们大都受过系统的物理学训练,而且是当时较早接触和理解贝尔不等式等量子力学研究前沿内容的人,这不免令人深思:何以如此呢?当然,这里有一些外部的因素,比如小组成员大多没有正式的职位和收入来源,被迫为了谋生糊口而花费很多时间,影响了他们研究的深入等等。但我觉得,可能一个更重要的因素还是他们过于追求创新和轰动,使他们在进行研究时未免捕风捉影,总想借助心灵感应、特异功能之类奇迹一下子推翻物理学的基本原理而一举成名,却未能对自己的思想进行深入地、严格地、批判性的检验和反思,更没能把理论建立在坚实的基础上。无论物理学研究怎样受社会思潮的影响,它毕竟是一门科学,只有经得起理论上的推敲和实验检验的东西,才能“吹尽狂沙始到金”。

无论如何,我觉得本书是一本颇值一读的科学史佳作。凯泽教授对书中涉及的人物进行了广泛的采访,史料丰富,充分展示了人物的性格,亦毫不讳言其缺点。全书语言生动幽默,对量子力学有关问题的阐述也极为清晰易懂,我个人觉得,在这方面它远胜于其它一些讲述类似问题的科普书籍。而尤其有趣的是,我们已经习惯了阅读一些科学大师或者至少是精英的传记,而本书则把视角则对准了一些远非名家的、处在学术底层或边缘的小人物,这是颇不寻常也非常有趣的。这正如古代的史家所写的史书中一切皆关于帝王将相,而现代之史家则更希望能揭示彼时普通百姓之生活。阅读此书,不仅使我们能更好地理解量子物理的发展脉络,也能更好地看清物理学研究的全貌。

标题:人们怎样验证量子纠缠?

略微枯燥的一次分享。不过如果什么都狠有趣,那也真是太无趣了。

时间:(周六)上午10:00

前面和后面会说点别的话题,中间比较细节和枯燥。其他话题显得拉拉杂杂,不过因为群友们大多非理工科出身,我自己觉得那是分享课不可或缺的重要部分

大家各取所需吧~,听着玩或陷入思辨中,都行。

说明一下,我只是复述他们的劳动结果,本身没作任何研究和贡献任何有价值的工作。

大家随时插话提问哈,一些会简单作答,大部分会视若不见,不过会记下来留待以后解答。

假装看不见的一些情况是因为我暂时不懂,一些情况是因为简单的回答往往会让人误入歧途。尽量远离这个时代充斥的碎片式信息,以及因此产生的误解,正是我们搞分享课的原因之一。

还有一种讨厌的情况是,关于细节的追问常常意味着通往更深的深渊,它们通常也恰好是几乎所有人,科学家,主妇,农民……同样面对的困惑和思考。

这些追问正是更宏大或更深刻主题的导火索,很自然会导向时空、黑洞、平行宇宙,甚至物理是客观的吗?数学是完美的吗?以及,这个世界是否真实。

但愿也能逼迫我以后继续学习和分享下去,圣母玛利亚啊,烧脑也是会烧死人的,阿门。

人都有两个世界:自己懂的世界,和自己不懂的世界。

两个世界之间经常有天大鸿沟,就像穷人和富人彼此难以懂得。

我就经常想:老子要是某天有钱了,每天早上都熬两碗粥,吃一碗,倒一碗。多气派!

然后,一定会有理性的真相姐小黄娟(注:一些举例为群友名字,下同)出来笑话我:真是贫穷限制想象力啊!真正的富人,根本就不会为了省米吃稀饭,你懂个屁!他们即使早晨也是吃干饭,明白吗?一大碗全是米的毛干饭!

前者如我,是把不懂的世界纳入自己懂的世界,只习惯于用自己熟悉的方式去理解。

所以我总是盲目自信,迷之自信。只要进了我的框架,天下哪会有我不懂的事,真的,海淀区都容不下我了。

后者如小黄娟,是把自己先站到另一个世界,那个世界她觉得她懂,但其实她也不懂。

不过在她发现真正的富人好像也并不一定这样之后,容易开始既不相信穷人的思维,也不相信富人的世界,反正就是什么都不信,成为一个聪明又愚昧的“智者”。

类似的举动每天都在发生。

说到更神一点的问题,比如我们不懂的量子世界里,某天突然出了个量子纠缠,这下就炸锅了。

量子不懂不敢说,可是纠缠谁不懂啊,不就是这样么:

这叫“身心纠缠”,我习惯这样的纠缠理解方式。

更高阶的是灵肉纠缠,丫头习惯的方式:

这些图大家都见过吧,都是她用过的图,我没瞎编吧。

还有曼曼的灵修萨古鲁,还有星盘,莉蒂用的那些,乌泱泱摆出一片来像个八卦。图没找到。

还有更厉害的,肉都不要了,直接灵魂,叫“灵魂伴侣”,“意念相通”……什么的:

这是tara大神习惯的世界,下周四晚9点大家别忘了听她的分享。

还有更更厉害的。人都不要了,直接就是神,肯定飞出五行之外。冥冥之中,佛早已等在那里:

这个,厉害吧。这种人,要跟他试图讲点道理和人话,一切免谈,宇宙已经容不下他。

这些例子是想说,人们确实是这样,每个人习惯用自己习惯的方式去解释这个世界。

自然的,什么都不信的小黄娟,以“理性”的方式出来说话了:你们这是瞎扯,而且科学家怎么就能证明量子纠缠呢?有限远是可能的,无限远怎么证明呢,这里面有没有什么漏洞呢?

只要她一下没想明白的地方,她就不信,不信,就是不信。

今天粗浅分享一点量子纠缠的实验细节,给那些对自己不了解的世界持一概否认态度的人证明一下:有太多比我们更聪明的人,他们穷尽智慧在证明给我们——看,这世界真的是这么奇怪的。

至于前一种问题:心念相通、意识主宰世界、至高的神、真实和虚幻的世界 —— 这些真的是瞎扯吗?未必。我们最后再回头重新审视一下这个问题。

先简单说下什么是量子。量子指的是:如果什么东西存在最小的、不能再被分割的基本单位,那么这个东西就是量子化的,这个最小的基本单位就是量子。

在宏观世界中,能量是连续、持续变化的,我们可以取它的任意值。微观世界里不是这样的,能量是某个基本单位(量子)的整数倍。

可以简单理解为原子是构成物质的基本单位,量子是构成能量的基本单位。

当然后来人们发现,量子化绝不仅仅局限于能量。自旋、电荷等物理量也同样是量子化的,所以只要是不能再被分割的某种属性单位都可以叫量子

所以量子确实是描述微观世界的一个东西,不过它本身并不是一种实际存在的粒子,只是人为定义的一个物理概念。是个概念。

就好比我们把地球自转一圈视为一天,那么一天就是一个人为定义的物理量,而地球自转这种运动则是真实存在的——微观世界里,原子和量子可以类比为这种关系。

(语音补充)量子概念主要掌握两个要点:不可再分割的最小单位,离散的(相对于连续)。比如对一个人的爱是连续的,不能说我对你有3个爱4个爱;但悄悄给喜欢的人带大白兔奶糖,今天带1颗,明天带3颗,糖是离散的。

只要掌握核心,概念可以在日常生活中被延伸,比如宿舍里A同学帮大家买米饭,B同学说带3两半,A说“量子化报名”,B就改口要么3两要么4两。这次对话就完成了。

理工生蛮好玩,他们之间经常使用科学语言,描述世界往往更精确、清晰、简洁。虽然文科生可能会觉得他们无趣,其实是因为没听懂。

费这么多口水是因为这段时间爆火的一个量子波动速读班,简直让我充满了量子力学般的愤怒。

传说只要上了这个班,来自宇宙的神秘力量就会让人拥有非凡学习能力。1-5分钟,翻扑克牌那种速度,就能读完几十万的书,而且能学习和复述出来那种。

传说中他们也使用了量子纠缠大法,只要用心去感受,就有革命般的效果(点击下图可得链接)

所以需要讲细一点。不过如果讲太深了,大家随时提醒我。

大家知道,在极宏观世界里,爱因斯坦的相对论揭示了一些超越当时人们常识的知识,时空扭曲什么的;微观世界在量子力学的迅速发展中,也发现些奇怪事情,这些事跟我们的日常生活经验完全不同。

其中特别大一个事是:日常的东西是确定状态的(比如一个人是男还是女,比如红旗是红色,比如一个桌子在动还是没动,朝左边动还是朝右边动),但是!构成日常东西的粒子的状态却是不确定的。

比如电子从垂直磁场穿过时候,自旋可能向上,也可能向下。究竟是向上还是向下呢?

无法预知!完全是随机的。

很自然的想法是,那这和宏观世界里抛硬币差不多嘛。然而,并没有差不多,是两回事。

如果我们知道这硬币的一切,质量,投掷的力度角度,气流和灰尘的状况……理论上,人们能计算出硬币究竟会哪一面朝上。我说的是理论上哈。

但自旋不是这样,让你知道电子和磁场的一切状态,也无法预知电子会向上还是向下。

不是实际上无法预知,是理论上也无法预知。

自旋方向只是个例子,这种不确定性在量子世界里无处不在。人们给这种不确定特征起了个名字,叫“模糊性”。

无法预知、不可预测,这样“模糊性”的事简直太让物理学家们蒙羞了,难以容忍。因为物理学的要义就是为自然世界找出“确定的”规律。

难以容忍的人肯定是大神们首当其冲。其中一个大神是爱因斯坦。

他的想法是,世界不会是模糊不清的。如果模糊不清,那是我们还没有找到一种足够厉害的,超越量子力学的理论来精确预言。

一旦找到了,就像只要拥有充足信息,人们就能准确计算出硬币如何落地一样——这将和宏观世界里的运行规律并无本质区别

爱因斯坦的这种思想有一句传神的名言,他信上帝(顺便一说,最牛逼的科学家往往都信神,管他是上帝还是佛陀,反正走到最后简直是非信不可),不过他所信的那个上帝,在创造世界时“是不会掷骰子”的,会有完美的规律。

一些人(主要是相对论界,极宏观世界)相信“上帝是不会掷骰子”的,另一些人(主要是量子界,微观世界)相信“上帝就是掷骰子的”。

于是两派掐啊掐,最后促进了现代物理的进一步发展。极宏观世界和微观世界在面对黑洞问题的时候,不得不正面交锋,搞得天昏地暗、石破天惊、晴天霹雳那些。

因为黑洞一方面极大、极宏观;另一方面极大质量集中于极小体积,又具有典型的微观粒子特征

掐出来后来的弦理论什么的,似乎完美链接和解释两个世界。这是后话,就是我承诺给大家,但一再延后的部分分享内容。

还有一个大神是薛定谔,就是用“生死猫”来形容模糊性的那个。

他把原子状态的模糊性和宏观世界一只猫的生死“纠缠”起来(原子如果这样,猫就生;原子如果那样,猫就死),显然猫应该或者生,或者死,但不可能同时处于又生又死的荒诞状态。

所以,他觉得原子状态是不是真模糊?这值得质疑。

这个量子猫是有名的思想实验。遗憾的是,现代物理学认为:假如真有这样一只猫,那这猫确实可能同时处于又生又死两种状态。

因为按照量子力学,一个粒子可以同时处在两个状态。比如这个量子苹果:

它的状态由观测者决定。观测者可能看到红色,可能看到黄色,而究竟会看到什么颜色?完全随机,无法预测。

也就是说现代物理认为:世界其实也是由观测者参与和决定的完全“客观”或“真实”的世界其实并不!存!在!

扯回来,大家可能注意到了,我刚才提到了“纠缠”二字。

没错,正是薛定谔引入了“纠缠”这个词来描述两个(或多个)粒子的量子模糊性——单个粒子的具体属性完全无法知晓,但数个粒子的属性可以纠缠在一起,他们的整体属性我们能够知道。

打个比方,这就像我们可以弄三个联动的骰子,让它们每次投掷的总点数是12,虽然每个骰子具体是多少无法预知,但总数我们可以预知甚至可以控制。

我猜测这是“纠缠”的最初定义,一开始本是为了强调因为互相影响,所以整体可知。不过现在“纠缠”的主要含义应该是更偏向于“互为影响”。

看,大神们其实也挺阿Q,对吧?爱因斯坦说模糊性只是因为我们还没发现某种要素;薛大神说单个模糊没事,总体不模糊。

当然,大神就是大神,他们起码都承认这种模糊性。

爱因斯坦和两个合作者(Boris Podolsky, Nathan Rosen)还进一步发展了这个“纠缠”。他们三个人(简称EPR)分析了两个相距遥远的纠缠电子,设想它们的自旋处于纠缠态——相同方向上测量,两个电子的自旋总是相反的(一个观测到向上,另一个必被观测到向下)。

可怕的是,理论分析出来即使相距非常非常非常远,这两个电子仍然是“瞬时”纠缠的。

这可不得了啦。大家知道,按照爱因斯坦自己的理论,没有什么东西可以超越光速。

但如果两个电子不以(超)光速交换信息,相距遥远的两个电子怎么知道对方状态的呢?怎么瞬时关联起来的呢?

爱因斯坦给这种同步现象起了个著名的名字——“鬼魅般的超距作用”。

不能预测也就罢了,还超距纠缠,爱因斯坦的表情更为忧桑。

然后,EPR三人要开始弄个理论来解释这个事。

他们发表了一篇文章叫《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗》。真的就是这个名字,狠赤裸、狠直白、狠可爱的标题吧?我经常觉得从前的论文标题更可爱。

当然,和我们常人类似,大神们也没能逃脱我们开头说的:以自己已知的世界运行方式来理解还不懂的世界。

所以EPR的论文,基于两个假设

1)如果能确定预言一个结果,那这个结果总得有个属性来对应(比如自旋方向)。自旋是个确定的事,上或下是确定的事,这两个东西可不能也模糊,这叫“实在要素”。

2)一个地点发生的事不能“瞬时”影响“遥远”地方的另一件事,或者说,这种影响不能超越光速。这叫“定域”。

有了这两个假设,他们构想了一个实验。这是个理论上的实验,或者说也是个思想实验,因为当时谁也做不出来。

实验是这样的,假如有一对纠缠电子,我和丫头一人拿一个,我们相距很远。

如果丫头沿X方向测她的电子自旋(实在要素),那因为完美的反向关联,她马上知道我手里X方向的自旋(也是实在要素)。同样的,Y轴,Z轴都会如此。

注意这只是举例,实际上方向是无限多个的,想像一下缩成一个球的刺猬身上的刺,每个刺指向一个方向。可惜我不会画画,麻烦大家脑补一下。

但是,因为我们相距很远,丫头选择测量哪个方向,都是我不知道的。量子力学不是说会完美反向关联吗?那意味着我手里的电子自旋,无论哪个方向都是可以准确预知的——她只测她的,就一定能准确知道我的

可是,这又跟量子力学中的(海森堡)不确定原理矛盾,不确定原理认为自旋只能一个方向上拥有确定数值,其他方向一定是模糊的。

所以呢,爱因斯坦通过构建这个思想实验的严密推理,认为量子理论自相矛盾,是不完备的。更直白点,他应该是觉得量子理论搞错了。包括后来延续他的霍金,在黑洞问题的解释上也是和量子派战斗数年。

爱因斯坦的两个假设(实在要素、定域)在当时无法被证明是否有错,推导出量子理论自相矛盾的过程也无懈可击。

爱因斯坦(实际上是EPR)还提出了解决方法,他们的方法非常老套,但让人难以挑剔。

他建议补充一些额外变量,这些变量是当时量子力学里没有的,更深层次的理论,这样电子就有些额外属性,能解释这种“鬼魅般的超距作用”。

变量是什么呢?不知道!被隐藏起来了,我们要去找它们。量子理论中的粒子说是模糊的,那只是因为我们还暂时无知罢了。

这是传统科学想法,狠好理解,对吧?

就像前两天群里讨论鬼灵是否存在,可以粗暴来一句“不存在。即使看起来存在,也只是目前还找不到可以解释的科学原理”——典型的“智者”思维——即使爱因斯坦们也未能避免。

说起来容易,但爱因斯坦他们都找不到这些“定域隐变量”(定域是说隐藏信息的传递速度不可能超过光速),别人还找个屁啊。

这个论文发表于1935年,这随后物理学界却对这问题没太大兴趣。

一是因为真特么找不到啊……

二是因为不管我看见什么奇怪现象无法解释,你就来一句“有因素在支配,但暂时找不到罢了”。这……我也没法反驳啊!

换句话说,这个EPR理论简直是有哲学高度的正确性!

但物理学家们肯定不会纠缠于哲学问题的。我没法证明你错,也没法证明你对,那就先搁这儿,不理。

(物理和哲学的关系,未来我们可以在别的主题里继续深入一些。)

反正不管有没有隐变量,并不影响量子力学在实际应用中的正确性。虽然无法解释,大家研究微观世界时,照常用着量子力学,管用就行。

然而,到了1964年,EPR论文30年后,突然高潮来了!

一个叫约翰贝尔(John Bell)的物理学家静悄悄发表了一个方程,用数学不等式的方式,提出了一个可以解决某些深刻哲学问题的校验手段,这其中主要就是分析EPR的思想实验。

用数学证明哲学命题,这在数学来说不是孤例,有兴趣的话课后我们举更多例子。所以说“数学(math),音乐(music),神话(myth) ----3M,是人类接近上帝的三种语言。

真的是轻悄悄发表的。所以说,并非所有革命都有一个惊天动地的开始,黎明前的静悄悄最可怕。很快,量子世界里安静的高潮真来了(别想歪)。

你想啊,以前不是没法证明爱因斯坦的对错吗,有了这个东西,就能真的用实验检测出来爱因斯坦所期望的更深层次真理是否正确。

这就是那个了不起的不等式的样子,我贴个百度简图,但大家看一眼就行了,不必懂。

这个不等式是回答:究竟量子理论的正确性更高,还是用隐变量理论的预测正确性更高?也就是谁更正确。

我尽量用白话描述一下贝尔不等式的核心思想

贝尔复盘了EPR的思想实验,不同之处在于,原版实验中丫头和我必须沿相同方向测量,所以我和丫头一定是100%关联的,但贝尔现在命令我和丫头沿任意方向测量

我们如果按不同方向测量,结果肯定不同步,但,会有关联。如果让量子理论(瞬间纠缠)和定域隐变量理论(不超光速)分别来预测这种关联,谁会赢呢?

假如隐变量之间的影响速度不能超越光速,那我和丫头的电子能相互协调的范围肯定是有限的。但假如按照量子力学的推导,这种影响确实是可以跨越遥远距离(也就是超光速)的话,又会是另一种关联结果。

所以不等式的核心就是推导出了EPR理论(光速无法超越)所允许的最强关联。如果能有实验测出来这种关联“违背”了不等式,那光速无法超越肯定是错的。

能证明爱因斯坦是错的,大家当然像打了鸡血啊。所以60年代开始,科学家们开始疯狂地做贝尔构想的实验。

还真是做成了好多。一系列精巧构思的实验结果都证明违反了贝尔不等式,也就是说:跨越空间的瞬时纠缠是存在的,EPR理论似乎确实没法解释微观世界,还是量子理论更能解释。

不过所有这些实验都不!完!美!因为或多或少都依赖一种或多种额外假设。这些假设会导致有实验漏洞存在。

所以,量子纠缠现象几十年前就发现,但这么几十年来,它主要只存在于物理学研究中,大家不太确定无疑地说量子纠缠这事。

直到最近几年关闭所有实验漏洞,做出来完美实验后,才在公众领域突然炸锅。

这就是物理学的严谨一面。

说两个典型的漏洞,一个叫定域性漏洞,一个叫探测性漏洞。

由于技术原因,最初的系列实验使用固定的测量方向,所以呢,管你有多少方向,理论上我和丫头可能有某种串供,你没法排除我和她可能有某种预约好的方向默契。

后来发展到周期性变化,进了一步,不过也没法排除我们都了解和默契地遵循这个周期。

要关闭这个漏洞怎么办?用随机性指令!

测量方向在测量之前很短时间才指定下来,这样的话我和丫头要想串供,不管我们用什么方法,这个信息传递必须超过光速才行!

这样定域性漏洞就能彻底关闭了。

然而,注意这两个词“随机”“很短时间”。

生成真正的随机数何其之难,很短时间何其之难——哪怕0.00001秒,想象一下如果要超过光速,得把我和丫头分开多远才行——身体上物理分开没问题,大不了送其中一个到月球上去。

但手里还得各自握着一个纠缠电子,怎么把一对纠缠电子分开那么远啊?臣妾做不到啊……

另外一个问题是:光子(可以取代电子)太难控制了,实验中要么光子没能产生,要么中途就丢了。

但完美的实验必须要求收集到的结果能真实反映全部结果(公平取样)——你测100个光子,但只收集到3个,这3个都违背贝尔不等式,但你怎么保证丢掉的97个也违背呢?

关闭探测性漏洞有个方法,用其他物质来代替光子,比如困在离子阱中的离子,原子,超导线路,或者金刚石的原子核什么的,这些东西都能够纠缠起来,物理学家也能富有成效地测量他们。

但是,如果困在一起,粒子之间距离又太近了,又不能关闭定域性漏洞。

反正,左右为难啊左右为难,为了能同时关闭这两个理论上的漏洞,确实太艰难了。科学家们搞了50年!

详细讲述这两个漏洞,不是为了让大家真的理解这两个漏洞,只是想说:当我们自以为聪明地,3秒钟之内就去指出科学的漏洞的时候,无数比我们智商更高的人应该早就发现了,而且为此已经琢磨了几十年。

所以,当我们什么都不信,什么都自以为比别人更聪明的时候,质疑前要比心,比!心!

好,到了2015年,EPR论文后的80年,贝尔方程后的51年,终于有人把完美实验做出来了,关闭了所有漏洞,完美证明量子纠缠就是瞬时跨越空间的!

而且巧的是,不是一个团队,是四个团队在同一年用四种不同的实验完美验证!

选其中一个团队简单说一下实验,看人家怎么想出聪明的方法来关闭漏洞。

主要以这两个人的实验为例:

一个荷兰的,一个美国的,名字太长了记不住。(补注:罗纳德汉森 & 克里斯特沙尔穆)

他们关闭定域性漏洞的核心:不仅是更随机的随机指令,而且这些指令连事先都没有,是在发送光子的过程中,注意是“过程中”才“随机”确定测量方向

我和丫头被安置在校园里两个不同实验室里,相距1千米(不同实验里这个距离不同,有的是几百米或者几十米,都行),光子在发送过程中才得到随机指令,这样,在我想发给丫头的任何串供信息可能以光速传过去之前,她那边的测量其实已经结束,并存储在不可更改的硬盘上了。

这样,任何隐变量(信息),假如是低于光速传递,就都没法对我和丫头产生任何影响。

定域性漏洞被牢固关闭。

几个图片大概看一下(图片来源:代尔夫特理工大学),只是看一下就好了。

关闭探测性漏洞的核心:把电子和光子先纠缠起来,然后把光子发送到两面都有光子探测器的半透明镜子上,这个镜子的放置位置是在两个实验室之间。

如果镜子两边同时探测到光子,跟光子纠缠的两个电子也将相互纠缠起来。

这个过程和从前基于光子的实验一样,光子狠容易丢失。

聪明的地方在于只有在两个光子都同时被探测到的时候,才做一次贝尔测试——相当于丢你的呗,但他们只在不丢的情况下才测量,所以丢失的光子并不对纠缠质量(结果)产生任何影响。

因为没有把任何实验结果从最终数据里删掉,这样就预先解决了光子丢失问题。

这样,探测性漏洞被彻底关闭。

当然,镜子两面同时探测到光子,这个条件会限制实验的效率。最开始能同时探测到的光子每小时只能做几次。

不过……如果生成器(比如激光)功率足够强呢,如果一秒钟能生成10万对以上纠缠光子呢……?大家想象一下。

嘿嘿,确实是这样的,之后的团队改进实验构架,飞快就能积累出足够强大的统计数据,来毫无悬念地证明爱因斯坦错了

目前的水平是,获得违背贝尔方程的足够数据,只需要不到一分钟。据说狠快能提高到不到1秒(两个量级),不过这无所谓了,现在就已经分分钟能证明爱因斯坦错了。

什么叫聪明,这才叫聪明!

至此,量子理论宣称的“鬼魅般的超距作用”被完美证明了就是鬼魅

极遥远距离的物质能几乎瞬间感应(关联)—— 我没有用无限远,不过用无限远也似乎挑不出来什么毛病 —— 因为我们不知道这个鬼魅到底有多快,是不是无限快,但肯定甩开光速10条街是没问题哒。

完美量子纠缠实验,耗时80年,人类终于终结了一个纷争,确认了一个事实:这个宇宙真的就是这么奇怪。

一定有人想问:实验倒是有了,但光子电子什么的,那么小,对我们现实生活有什么用啊…—

太有用了,人们飞快就能把量子纠缠中蕴含的非凡能力运用起来。近期其中一个应用是随机数生成器

密码(加密和安全技术)是我们现代社会的构成基石之一,金融、国家安全、核弹头、不可告人的秘密、大家搞婚外恋一夜情那些幽会和肉麻信息,都是用密码锁定在安全地方的(比如你的手机里)。

密码一旦被完全破译,人类社会就会坍塌—— 这绝不是危言耸听。仅仅试想一下如果所有手机信息公开,在场多少群友的家庭会当场分崩离析。

密码的基础就是随机数。如果有人能预测随机数生成器的下一个数字,那他就能侵入所有金融和通信系统——传说中的黑客。

随机数一般来说有两种产生方式:一个是数学算法,一个是物理过程。

数字算法:比如我胡乱规定一个算法——把圆周率平方,再减1,再立方,再减5……这样就能生成一串随机数。

不过不管我规定的算法有多复杂诡异,一旦有人知道这些所谓的“种子”条件,他就能完美预测(算出)下一个数字,把密码给破解掉。

物理过程:比如你手机可能使用指纹验证,你的指纹能用一大堆数字信息表达出来,它是相当独特的,重复几率很小。

或者我做个奇怪规定:你拿起扫把撸一把地上灰尘,激起的尘埃数量规定为你的密码(随机数)—— 也挺复杂而且难以预测的。

不过所有物理过程,只要所有信息能被完美掌握,理论上就能被破解。就说这个灰尘吧,那我就提问了:你如果能算出(或测量出)这个尘埃数,那我凭什么不能?黑客比你笨吗?

但是,量子力学送给人类一个密码大礼物

量子过程不是有固有的随机性(不确定性,模糊性)吗?如果“提取”出来,把这种随机状态和数字关联起来,就能获得真正意义的随机数。

这个数据量可以是惊人的,前面已经说了,比如一秒钟搞10万个数据。事实上,目前的工作已经能从10分钟数据里提取1千多比特的随机数,比特啊,这是比特啊……

意思是10分钟生成的数据的随机性可以超过万亿分之一。传统计算机产生相同随机性的一串数字要多久呢?几十万年。

所以如果我能搞个量子密码,那你去算去破解吧,几十万年后见。

但是!这不是最牛逼的。

最牛逼之处在于:和从前密码完全不同,别说种子条件了,量子密码能牛逼到直接把实验装置(比如产生纠缠粒子的设备)都交给黑客控制,也依然能得到极尽可能的随机数字。把设备都给你控制,你也没办法控制和预测粒子的随机性!

有人已经在做这个事,每隔一段时间,在互联网上公布可以充当一种有时间戳的随机数序列,任何人可以任何方式随便用。不过我不知道地址,有墙。

中科大潘建伟老师和他的团队,也实现了器件无关的量子随机数,以后有可能形成新一代的中国随机数标准。

对了,前些天又有新的大消息,最新的量子计算机3分半钟完成了目前最强大传统计算机一万年才能完成的计算。

那如果用这个量子计算机来破解上面生成的量子密码呢?大家可以从量级上粗粗脑洞一下。所谓的魔高一尺道高一丈,或者道高一尺魔高一丈。

纠缠实验大概说到这里。仔细阐述这些细节,无非是想说,当物理学家们严肃地说一件事情已经完成的时候,不管它与我们的生活直觉(甚至物理直觉)多么格格不入,不必揪着自己没想明白的细节先去怀疑它,哪怕这些直觉来源于我们人类数个世纪以来积累的知识和经验。

幸运的是,和其他好多事情一样,这些实验在给我们直觉和经验施以最后暴击的同时,又给我们认识世界的方法打开新的大门,这些方法甚至是爱因斯坦和贝尔他们本人也未曾预见到的。

最后,回到我们最初的问题,意念相通、灵魂伴侣、身心纠缠搞黄色,甚至,是不是在遥远的宇宙另一端,或者在我们根本看不到的另一个宇宙——平行时空里有一个平行的自己,和心仪的人过着幸福生活?

上面这种方式的搞黄色,真的是瞎扯吗?

我的想法大概是:你的论证方式不是我所习惯的,不过没有任何有力证据能说你是错的。

在我的理解中,这些问题实际上可以转化为一个相对具体的提问:微观世界里匪夷所思的粒子行为和规则,能不能适用于其他事物,甚至是生物(比如人)?如果不能,为什么不能?

坦率告诉大家,大多数物理学家对这些问题,一直也有自己的疑问。这种对物理规律本质的担忧,即使在公开场合还比较少有人承认,但在非正式讨论中、学术会议上、电影小说里,面向公众出版的图书里,经常会浮现出来。尤其最近些年,这些科幻电影越来越多。

而且非常多的物理学家认为,没有任何理由说明它们不适用于一切事物——时空(时空隐含着尺度大小、宏观微观等概念)的分野在现代物理学中已经变得越来越模糊不清。

实际上近代以来,杰出的物理大神们几乎都是在胸有成竹和自我怀疑之间摇摆不定,周而复始地放弃对自然深层次结构的探索,把物理降低为只是对一些有实用价值的知识碎片的寻找。

不过也只是当时是否有实用价值,狠快,他们又会上升到在当时看起来是无解的哲学高度,但在后来却变成普通物理角度的追问。

从牛顿到爱因斯坦到霍金,他们身上这样的反复,和他们公开的自相矛盾表述,有无数例证。比如牛顿在解释引力如何作用时,有过多次矛盾表述;比如霍金在最后一本著作里,似乎对他自己的理论作了某种修正,狠多人觉得他最后一本不如前几本那么棒,不过我私下觉得这是他最棒的一本。

如果把量子理论当作这个世界的表示,也就是认同这个世界有狠多可能性共存的概率理论,那有什么确信无疑的理由相信“可能性共存”仅存在于微观世界呢?

这样的多世界或平行宇宙观点,也正是现在宇宙论的结论之一,我复述一段稍微严谨的表述:

“产生我们现在这个宇宙的过程,应该也能导致其他宇宙的产生。额外的平行宇宙可能存在于我们看不见的更高维的空间,这些宇宙由我们宇宙的变体组成。并不存在单一明确的显示。”

这些是更深一层的探讨,涉及现代物理的各种纷争和不同流派,我争取在以后的分享课中能系统阐述一下。

这些不同观点之间,也存在错综复杂,甚至相互循环的鄙视链。

就像我嘲笑tara大神天马行空不知所云,她嘲笑我思维僵硬,顽固不化,病入膏肓。就像我鄙视文科生,但现在肯定也有文科生心里在鄙视和骂我。

那我们普通人究竟应该用什么样心态了解这个世界?我想再次复制以前写的一段话(“我们”下去,让他们彼此语言不通):

“深信,无论是由于领悟还是由于误解,都很难被改变。我们通常赞扬的“逻辑”其实并不可靠,可靠的是“正确的逻辑”,而逻辑正确的前提是在一些二选一的关口有恰当的道德、思想资源进行支撑。

一个成形的错误逻辑如同一条绞死的铁链,压力越大,绞得越紧,破解的方法应该是给它更多的自我松动空间,留出辨别真伪的思维空隙。”

这是我这些年自己走过的认知世界的路。我相信它适合更多的人,也适合人生中更广泛的迷茫问题或执念问题

或者最起码,在我们思维铰链仍然没有留出松动空间的情况下,我们起码相信一点:

“我想不出思想改变世界的例子,但关于思想的分享却改变人们对世界的理解。”

这也是我们分享课的存在理由。

下周四晚9点,大家准备好脑细胞和体力哈,tara大神的一次分享,那是另一种奇妙的思想旅程,不知道会通向何方,但“自我松动空间”,保持“open”的心态,确实是了解世界和他人的良方

祝福大家都找到自己的灵魂伴侣,双生火焰,什么的。

谢谢大家的时间和耐心。

A:我不是基督徒。不过相信神,或者更高维度。

Q:两性之间存在量子纠缠吗?称为心灵感应?

A:我觉得不一定这样称为,或者说并不仅此一种。我自己完全相信生物之间的“纠缠”。

Q:量子是我们为理解和解释世界创设的,还是已经捕捉到实际存在的?

Q:那无法预知和无法回溯是时间维度两回事,量子的状态在回溯中也是不确定的吗?

A:详见爱因斯坦的“实在要素”假设—— 如果一切物理思维基石(总有一些基石是确定的)不存在,会上升到哲学问题—— 物理和哲学的关联,我们以后话题中讨论。

Q:那参与共性结果又是怎么形成的?

A:这也被认为是物理学的进展之一:从前物理学认为世界是“客观的”,研究的是客观世界。现在认为也许并没有所谓“客观”和“真实”的世界。世界也许是观测者头脑的产物。

Q:等式——线性?不等式——非线性?

A:不是。但一下解释不清楚。

Q:完美实验证明了有“超光速”吗?

A:对。鬼魅的速度不知道(甚至对于鬼魅来说,还有传统的速度概念吗?不知道),但起码证明了是“超光速”的,而且甩光速10条街。

A:非常非常非常非常远,可以认为是超距。

Q:“大家知道,按照爱因斯坦自己的理论,没有什么东西可以超越光速”。难道不是吗?我一直看完好像也没看到推翻这一说法啊!(也许你解答了,但我没看懂也很可能啊,晕)

A:量子纠缠,适用于无穷远地方,比如你在火星,我在地球,也是瞬间纠缠的,远超光速,甚至无穷大速度。

Q:量子纠缠。比如我买你家桃子两箱。标的是一箱10斤,20-30个。结果一箱个头大,20个;一箱个头小28个。但都满足了10斤这个整体结果。是不是可以说一箱里的桃子数量是不确定的,是量子化的。一箱里的的单个桃子的大小彼此是量子纠缠的,有点此消彼长的意思?哈哈,跟我讲科学必须从柴米油盐入手。

A:都是个,没有半个 --- 这是量子化的意思。

一箱里桃子个数不确定,但总重一样 ---- 也可以理解为纠缠。不同的只是,桃子这事,你是可以预见和算出来的。但粒子,完全算不出来。

Q:后面讲到量子计算密码破译的事。那以后人脸识别会不会也能攻破?克隆人脸啥滴?

A:人脸识别仅仅是个简单密码,算不上太复杂。理论上,所有密码都可能被攻克。但理论上量子密码无法被破解。

Q:感谢芭比分享!简洁生动又严谨。有个问题:有没有找到自然存在的超距离的纠缠离子以及怎么找?不然不是超距离自然存在的,可能在测量超距作用前就已经发生关系了,用时间换取了空间。

A:那就是自然存在的粒子。不过超远距离又自然存在,我没听说有找到。

如果把黑洞理解为一个粒子(确实有粒子属性),那自然界是不是也可能存在这样的作用 ---- 这也是物理学家们在探寻的。

如果意识也可理解为类似粒子 --- 谁能断言不是呢?那是不是可以解释灵魂,意识等更多现象 --- 也是在研究的

Q:也许粒子也只是一种意识呢一种被测量的结果?

A:不仅这样,现代物理几乎公认并没有一个“客观”和“真实”的世界。也有物理学家认为,整个世界可能只是意识的产物。

这是严肃杂志的观点(科学美国人杂志的专题。好像还是个年度专题)。

Q:有没有证明近距离纠缠作用大于光速?

A:这个实验了不起的地方正是:用有限远的(或者说很近的几百米)的纠缠,证明了几乎无穷远距离和无限大速度。而且是完美证明,没有丝毫漏洞。非完美证明,60年代开始就一直证明了。

Q:量子纠缠是否证明意识不灭,即灵魂不灭,那么轮回转世便是客观存在的了。

A:它没有直接证明灵魂和轮回,但起码证实了世界和我们看见的东西是不同的。或者说,如果用所谓科学来驳斥灵魂,是不妥的。虽然它也还不能证明。

起码用所谓科学来反驳灵魂什么的,是片面和落伍的科学,愚昧的“智者”。

Q:如果世界是意识的产物,是否和佛经不谋而合?

A:但我的理解中,佛经浩如烟海,研习佛经可能是比读完所有现代物理著作更困难的事,甚至需要更高智慧。听说没有人穷尽一生可能读完佛经,哪怕只是读一下。所以我心目中佛经的地位和难度一点也不逊于物理。

Q:那三大宗教里哪个比较接近真实?上帝和佛陀同时存在吗?

A:我倾向佛经。不过这个我不懂,得问丫头或者tara 吧

Q:有时会想,所谓的幻听,到底是不是同样是真实的,只不过被我们忽略了,我们只听大家都能听到的,只承认大家都能听到的。

A:没,哎呀,我觉得大家对科学家也同样是各种偏见。科学家们从没有不承认看不见的东西,他们走得更远,比如科学家们认为人类所知道的一切,只占宇宙的4-5%。不是看见哈,是人类所有一切手段能“感知”和“观测”到的。

Q:那么为什么要定义为幻听呢?

A:我不知道,应该是为了表述方便吧。但确信的说,那样否认的多半是伪科学家。杰出的科学家往往对未知保持敬畏。

光,本是佳美的,而眼见日光也是可悦的。

红色警戒2共和国之辉修改器

《红色警报2》无敌秘籍 点一下字母 m 出来一个对话框,接着输入 xswdfg 然后再点一下回车你的军队就变成无敌了!

使用苏军和电脑对战时,生钱速度太慢,可以在有尤里以后控制敌人的间谍,然后进入苏军的高科技,这样你就可以获得尤里该和心灵突击队,心灵突击队可以取得谭雅同样的效果,利用复制中心大量生产,然后在复制中心卖掉,每个赚1000块,钱就不断了

红警2红警2共和国之辉 有啥秘籍能用?


红警2共和国之辉攻略秘籍很多,可以在游戏中慢慢摸索积累。例如使用苏军时造出兵营和复制中心后,用围墙围实兵营造兵,这样复制中心会出兵而不扣钱,造出无限小兵。 或者同样在苏玩军时,造一个伊文和若干个恐怖机器人,让机器人走到敌基地附近,再让伊文在恐怖机器人上装上炸弹,以最快速度让机器人向敌基地里猛冲,可以造成大范围杀伤效果等等。 如果想直接就能生产出1级坦克与1级士兵其实很简单,只要造出两名间谍,让其分别偷偷潜入敌方坦克制造厂与兵工厂成功后,就可以看到自己的坦克制造列表与士兵制造列表都已升级为一级,即可直接生产1级坦克与士兵。 扩展资料: 红警2的操作技巧: 1、CTRL+C+T,输入we are having a good day to you,效果是无敌模式 。 2、开战后,点CTRL+C+T,输入give me much money,效果是无限金钱。 3、点一下字母M弹出对话框,输入xswdfg,点一下回车后你的军队就变成无敌了。 5、在你用着人或坦克时,按ctrl+alt,会有一个标志,把它点到一样物体上会尽力保护这物体。 红警2的游戏背景: 斯大林死后,美国扶植罗曼诺夫(俄国沙皇的后代)为傀儡苏联总理。但是罗曼诺夫趁墨西哥民众引发暴动时,攻击美国。而且使用心灵控制,控制了美国各大城市的居民,并且令他们为苏联而战。 游戏中称玩家的身份是一位临危受命的指挥官,从带领小队人马行动,指挥阵营里最尖端的力量与敌人决战,从低级军官,到最高将领,玩家将成为改变战争结果的关键。 参考资料:百度百科-红色警戒2:共和国之辉 百度百科-红色警戒

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共和国还得作弊,选个中国几乎无敌,用解放军叔叔都可以干掉他,我都不选中国了,没挑战性





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