光子之舞—愛因斯坦，量子糾纏和量子隱形傳態

反直覺現象如何顛覆傳統物理學認知？ 傳統物理學建立在幾條看似“顯而易見”的直覺之上：物體有確定的狀態，相互作用必須通過連續的、局域的媒介傳遞，因果關係不可逆且速度有限。量子力學的出現把其中最牢固的幾條原則都搖搖欲墜，而造成這一顛覆的正是那些被稱爲“反直覺”的現象。 1. ​​糾纏：鬼魅般的超距作用​​ • 兩個粒子碰撞後分開，它們的狀態在被測量前既不確知也不獨立，而是以一種超出經典物理想象的方式永久關聯。對其中一個的測量會瞬間決定另一個的狀態，無論相隔多遠。 • 愛因斯坦稱之爲“鬼魅般的超距作用”，並藉此質疑量子理論的完備性，但實驗最終證明這種關聯確實存在。 2. ​​貝爾不等式被 violation：定量擊碎經典常識​​ • 約翰·貝爾在 1964 年給出不等式，如果世界遵循經典物理的局域實在論，不等式必須成立；實驗顯示量子系統屢屢打破這一上限。 • 結果是一記“定量化”的耳光：不僅現象詭異，而且數量上無法用經典理論調和，迫使物理學家放棄“世界必定符合常識”的前提。 3. ​​波粒二象性與不確定性：確定論宇宙觀的崩塌​​ • 量子力學把“粒子”與“波”統一爲同一對象的兩面，微觀對象不再遵循連續軌跡，而是以概率幅擴散。海森堡不確定性原理進一步指出，有些物理量無法同時具有確定值。 • 這意味着宇宙在最小尺度上是概率性、而非確定性的；經典物理的“知道初始條件就能預言未來”在量子領域失效。 4. ​​量子隱形傳態：把狀態“瞬移”到遠方​​ • 利用糾纏，科學家能夠把一個粒子的量子態轉移到遠處的粒子上，過程不依賴傳統信號，而是靠量子態的“遠程呼應”完成。 • 在日常尺度上，這就像讓一本書在甲地憑空消失、在乙地出現，而不經過任何中介；它挑戰了我們對物質、信息必須通過連續路徑移動的固有認知。 5. ​​認知層面的顛覆​​ • ​​局域實在論​​：量子糾纏和貝爾實驗一起粉碎了“任何影響都必須通過介質連續傳播”的信條。 • ​​確定論​​：不確定性原理讓“未來由現在唯一決定”變成概率性陳述。 • ​​可測量性​​：波粒二象性表明，某些屬性只有在測量行爲發生時才“顯現”，似乎在呼喚觀察者角色進入物理實在。 6. ​​技術與哲學的雙重推動​​ • 反直覺現象不是理論的“缺陷”，而是新機遇：量子計算、量子密碼、量子傳感等技術正是利用這些特性工作，證明“看似荒誕”的量子規律可以轉化爲現實應用。 • 哲學上，它們迫使我們重新定義“現實”“因果”“信息”等概念，引發關於世界是否獨立於觀測者存在的激烈討論。 ​​總結​​ 量子力學的反直覺現象——糾纏、波粒二象性、不確定性以及由此衍生的隱形傳態——在實驗上一次次擊穿經典物理的護城河，將“世界必定如此”改寫爲“世界可以如此”。它們不僅推翻了牛頓力學式的確定論圖景，也催生了全新的科技與哲學視野，真正意義上的顛覆由此發生。

物理學的歷史，在很大程度上就是人類對光的本質的探索史。光自光源——比如太陽甚或是一根小小的蠟燭——發出，進入我們的眼睛，我們便辨認出了物體。對此，物理學家有兩種基本的觀點。一種觀點認爲，光與物質一樣，由一個個｛粒子構成｝。另一種觀點則認爲，光是以｛波的形式｝存在的。這兩種觀點分別被稱作光的粒子說和光的波動說。（波粒二象性）我們已經知道，光可被解釋爲兩種存在形式，或者是粒子，或者是波。 世界傾向於向無序發展。我們發現，無序發生的概率與有序性之間高度相關。系統越有序，無序發生的概率便越小。物理學家們將此無序性稱爲“熵”。 愛因斯坦收到的幾乎所有諾獎提名都歸因於他的相對論。問題在於，諾獎評審委員會中有兩名成員不喜歡相對論，甚至認爲相對論是錯誤的。瑞典皇家科學院評審委員會成員奧森建議爲愛因斯坦頒獎，“因爲他發現了光電效應定律”，亦即他提出了光量子說。最終，奧森說服了評審委員會，後者決定在1922年向愛因斯坦頒發諾貝爾獎。（如果沒有愛因斯坦的相對論，人們便不會知道，衛星上用的精密原子鐘所走的時間與把它放在地面上時所走的時間存在差異，人們也便無法使全球定位系統準確運行） 海森堡的不確定性思想。海森伯對這一思想做了更爲簡潔的數學化表達：我們不可能以任意高的精度同時知道任何物體的位置和它的動量（物體速度與其質量的乘積）根據海森堡的不確定性原理，動量和位置是互補的。這種互補論由尼爾斯·玻爾提出，是量子物理學最偉大的原理之一。這一原理簡而言之便是：我們無法完全精確地認知這個世界。魚與熊掌，我們往往不能兼得。 海森堡的不確定性原理對人們理解原子有直接的影響。原子由一個原子核和圍繞它快速運動的電子組成。我們永遠不可能確定一個電子的位置和速度。後來，原子是構成物質的基本單位。他們發現，原子自身又由｛電子、質子和中子｝構成。然後，他們又發現還存在更爲基本的粒子——夸克。 1935年，愛因斯坦與他的兩名年輕同事鮑里斯·波多爾斯基及納森·羅森提出，通過量子力學，兩個粒子或者兩個系統可能會建立起緊密的聯繫。這便是｛量子糾纏｝。粒子怎樣才能發生糾纏呢？如何才能產生糾纏光子呢？產生糾纏光子的第一種方法是使用原子。原子被激發時，便會發光。 量子力學要告訴我們的關於量子系統的幾個特徵。在觀察之前，我們不能賦予被觀察物任何屬性👀。這種情況說的是，如果不被觀察，現實便不存在。

我們得出了兩個重要結論。第一，我們觀察到的事件僅僅是事件自身，並不需要任何解釋。也就是說，在我們作爲觀察者尚未關注它們究竟是什麼時，它們已然存在了。第二，對事件如何解釋取決於我們或者其他人的後續的行動或者決定

當所有人不抬頭望月，月亮也就不復存在

量子物理學接近人類認知的邊界，但是伴隨物理學家們的不屑實驗研究，有理由相信這肯定不是最終的邊界。期待人類在量子計算機，量子密碼學的突破。

前幾天看了蔡林格教授的直播，感覺受益匪淺，作爲2022年諾貝爾物理學獎得主，給人的印象便是謙和，在這一段直播中，讓我極爲感興趣的是他談到物理學與哲學的聯繫，他談到了牛頓，愛因斯坦，薛定諤等等這些對哲學極爲感興趣的物理學家，他認爲物理學想要突破就必須跳出框架，從別的地方獲取靈感，哲學是一很好途徑。這一本書就很好的運用到了“哲學”的方法，作爲外門人但對物理學感興趣的我表示，這本書確實不像其他類物理書，具有難解的公式，也許正應了那句話，哲學是科學最好的解釋。在讀這本書的時候，也在慶幸還有這麼一些科學家在探索這個世界的同時，還爲我們這些普通大衆科普，耐心的著書，最後附上作者的建議，如果你看到某一處不解的時候，接着看下去，多看幾遍。

諾貝爾物理學獎獲得者的科普作品，屬於茶壺煮餃子的一種，不能深下去，有貨道不出來。可以一覽。

實話，這本書我一個標點符號和字都沒看過，但是我可以從綜合角度談論一下我對宇宙構成和物理現象的一些認知問題。從上帝的聖經啓示錄開篇，到西藏喇嘛高僧圓寂虹化現象，再到道教的障眼法的理解和穿牆術的理解。基本簡單不賣弄的說，其實世界的本質構成就是光量子，一切物質的本質其實都是光子，不過是光子的形態不一致，且受到主觀意識個體的影響類似量子糾纏現象一樣。一旦人的意識介入客觀光量子世界，就是呈現固定形態的視界。所以相由心生，再說一個西方心理學現象，就是一個人體實驗，說一個死刑犯被心理暗示通過水滴，暗示死刑犯被放血狀態，最後通過心理暗示，死刑犯最終自我確定死亡，其實無外傷。再有就是道教道家修煉裏面講的動物成精需要討口封或者封口，沒記準。就是動物成精成人前因爲心量自信心不強，所以需要外在引導給與正面評價來增強其自信心。最後修成人形。所以西遊記和封神演義既可以純當做神話小說無聊來看，沒準也能修煉成真。💋😂😉

大概30%的實驗看不懂。 還是非常值得一讀。 讀完竟然覺得懂了一點量子力學。可能是一種幻覺。

按照我的閱讀喜好，我是不會主動選擇去購買這本書，但因爲偶然和巧合，讓我看起了這本書。 最開始粗略翻看時，書中大量的實驗插圖，讓我默默將這本書判定爲枯燥乏味、高深難懂的理工學術堆積。 但當我真正開始細細讀來時，卻發覺這是一本通過許多基礎實驗、大量人物討論和邏輯連貫的思維引導，將高深的量子剖析透徹的鉅作，而且閱讀門檻並不高，並不需要多深刻的理工基礎，只要感興趣，都能拿起來讀懂的科普讀物。 作者作爲諾貝爾物理學獎得主，在書中並沒有任何掉書袋地賣弄學識，而是邏輯清晰地從起源、發展和展望三大方面書寫了愛因斯坦、量子糾纏和量子隱形傳態之間的聯繫。 對量子感興趣的讀者大可以放心地拿起來這本做一個簡單的入門瞭解。 另外要特別誇讚本書的譯者和導讀老師，雖然是理工類的翻譯作品，但閱讀起來並沒有任何磕絆。 由於這本書是看得紙質版，因此將本書的摘抄記錄在這裏。 頃刻間，我們的腦海裏瀰漫起了無盡的哲學疑問：這一切都是爲了什麼？我身在宇宙，應有何爲？我在看世界，世界是否也在盯着我看？ 所有系統都具有逐漸失序的自然傾向，因此從混亂中創造出秩序總是需要付出一番努力的。 1710年，聖公會主教喬治•貝克萊用拉丁文寫了一句非常簡短的話，Esse est percipi，即“存在即被感知”。實際上，貝克萊認可了上帝的存在，他認爲上帝作爲終極的觀察者，一直在觀察着這個世界，即便全世界空無一人。 愛因斯坦之所以攻擊量子力學，部分原因是它存在隨機性，即事件的發生並沒有任何特定的原因導致特定特定的個體結果。而現在，恰恰正是這種隨機性避免了糾纏去違揹他自己的相對論。 人類是否真的具有自由意志？ 有時候，時代會大大落後于思想。 量子信息技術最重要的幾個概念是量子計算機、量子密碼學、量子通信以及量子隱形傳態。許多人認爲，這些概念是未來信息技術的基石。 對其中一個粒子的測量，能夠在瞬間跨越任何距離影響其它粒子的量子態，即爲糾纏。愛因斯坦稱糾纏爲“鬼魅般的超距作用”。