(一)

两个物体相隔很远,在没有任何物理联系的情况下,一个的变化不应该会影响到另一个。这听起来确实不太合理。

事实上,这个故事是真实发生的。它是关于量子力学中的经典量子纠缠实验的。2017年,我国的墨子号量子卫星成功实现了1203公里的量子纠缠。

如果这一切都是真的,那么人与人之间的心灵感应可能并不像我们想象的那样遥远。

薛定谔的猫是著名的量子物理学思想实验,用来解释量子力学中的叠加态概念。实验设想了一个密封的盒子内,有一只猫、一瓶毒药和一个放射性原子。根据量子力学的原理,当原子衰变时,毒药会被释放,导致猫死亡。在量子力学中,猫的状态并不是死或活,而是处于叠加态,即既死又活的状态,直至被观测到才会坍缩为其中一种状态。

换句话说,根据薛定谔的猫思想实验,量子态可以同时具有多种可能性,直到被观测到才会确定其状态。这种概念挑战了我们平常经验的观念,但在量子物理学中却有其理论基础和实验验证。

这个比方实际上用来描述量子叠加态,并且在此基础上延伸出了量子计算机的理论和应用。

众所周知,经典计算机的算法大多采用二进制,用1代表是,0代表否,一个比特只有一个状态。而与经典计算机不同的是,量子计算机的每个量子比特(qubit)可以处于叠加态,表示既是1又是0。这意味着,随着量子比特数量的增加,量子计算机能够处理的信息量成指数增长,因此量子计算机的运算能力远超经典计算机。

听起来似乎不符合直觉,但量子计算机确实已经问世。

崔键在他的歌中讲到:世界变化快,让我有些摸不着头脑。

我真的感觉自己跟不上这个世界的变化了。请问有人能跟我解释一下到底发生了什么,不要让我被这个世界抛弃!

(二)

这个人来了,他叫石峰。

他在浙江大学物理系毕业,目前专注于纳米光催化技术的研发。他曾参与多个科研项目,涵盖环保、农业、医疗和国防等多个领域。

他拥有丰富的基础理论知识和科学前沿实践经验,这使得他能够跨越不同学科领域,灵活运用各种知识信息,用通俗易懂的语言向你解释。

他的笔名是“老和山下的小学僧”,主笔知乎盐选专栏《硬核前沿科普:解谜你一知半解的科学知识》,该专栏获得了高达9.4的评分。

读者在专栏下留言说:“这篇专栏真是写得太精彩了,至少能解答我想在知乎上提问的一半问题。太棒了,让我看到了人类的众星闪耀的光芒!”

石峰的专栏合集《世界的形状:读懂你一知半解的科学知识》一经问世,立即受到读者的热情追捧。石峰文笔兼具庄重和幽默,他从量子理论出发,自如地游走于各个学科领域,打破学科之间的壁垒,大大拓展了读者的知识视野。

(三)

我们感觉跟不上时代变化的原因是因为我们头脑中的科学知识大多仍然停留在过去。比如,我们在中学学习的力学、电学、磁学等知识多数是一两百年前的理论,甚至包括著名的万有引力理论也是三百多年前的。

经典力学在宏观世界中表现出色,但在微观世界中不再适用。近一百年前,量子力学出现,几乎颠覆了牛顿等人创造的经典力学理论,同时也影响了相对论的地位。

量子力学的发展为人类带来了许多革命性的发明和创新。现代科技几乎无一不涉及到量子理论,比如激光、半导体、原子能、纳米材料和器件、凝聚态物理、等离子体技术、量子化学、量子生物学以及量子宇宙学等等。因此,量子物理学让我们对世界的理解有了翻天覆地的改变。

《世界的形状》这本书内容非常广泛,涵盖了从量子力学到半导体芯片技术,从核聚变到天文学,再到暗物质引力波和生物医学等众多领域。同时也深入探讨了中西医之间的百年“宿怨”。

阅读这本书需要一番深思熟虑,然而读完之后却能带来豁然开朗的感觉,就像凤凰涅槃一般。