淺談神奇的量子世界

1、量子力學：不平凡的誕生預示了不平凡的神奇——淺談量子力學與量子思維理學院物理系林功偉量子力學自誕生以來，極大地推動了現(xiàn)代科學和技術的發(fā)展，已經深刻地改變了我們的生活方式。從電腦、電視、手機到核能、航天、生物技術，處處它都在大顯身手，它已經把人類社會帶入量子時代。但量子理論究竟帶給了我們什么？這個問題，至今帶給我們的仍只是無盡的想象。近年來，校長錢旭紅院士，從改變思維的角度出發(fā)，在多種場合呼吁全社會要重視量子思維方式并加以運用，不久前又在

2、“文匯科技沙龍”上，提議讓“量子思維”盡早走入中小學課堂。那么，量子力學究竟是什么？量子力學的誕生是一段波瀾壯闊的傳奇。它的發(fā)展史是物理學乃至整個科學史上最為動人心魄的篇章之一。不平凡的誕生預示了不平凡的神奇。在量子世界中，處事原則處處與我們熟悉的牛頓力學主宰的世界截然不同。在我們熟悉的世界，要么是波，要么是粒子。在量子世界，既是波也是粒子，既不是波也不是粒子，兼具波和粒子的特質，即波粒二象性。從而引申出量子疊加、測量塌縮、量子糾纏等種

3、種神奇的現(xiàn)象。量子疊加：魚和熊掌亦可得兼在經典的牛頓力學體系中，把粒子的運動都歸結為確定軌道的機械運動。知道粒子某個時刻的運動狀態(tài)與力的作用，就可以推斷粒子的過去，也可以預知粒子的未來。就像一個算命先生，你告訴他生辰八字，他掐指一算就知道你的前世來生。在這種機械觀下，仿佛一切都是注定的、唯一確定的。然而，在量子世界，一切都變得不一樣。比如，有一天要從上海去北京，異想天開的你既想乘坐京滬高鐵體驗沿途的風光，又想搭乘飛機享受鳥瞰大地的感覺。

4、我們“協(xié)同合作”嗎？而這個思維能力正是當代社會所迫切需要的。量子測量：“上帝”開始玩骰子了如果說到這里，也許給人的印象是：在量子世界，不論多少事情原則上只要有孫悟空的量子分身術，一下子變出千千萬萬個孫悟空，都可以輕而易舉地同時把它們都搞定。事實上不是這么簡單的！前面提到的量子計算機可以提高計算效率是有條件的，要對應于某些問題進行巧妙設計才行。到目前為止，人們找到的可以提高計算效率的例子也還局限于一些典型的問題。為什么會這樣？這個問題關乎

5、于量子力學的一個神秘特質：量子測量塌縮。在經典力學，物體的狀態(tài)可以被精確測量，而且這個狀態(tài)測與不測一個樣，你測和我測也一樣。這個意境就像一首詩《見與不見》中描繪的那樣：“你見，或者不見我，我就在那里，不悲不喜”。量子測量則完全不同于經典力學中的測量：有測不準原理限制精確的測量，物體的狀態(tài)會因測量和觀察而改變，測量結果還依賴于測量的角度和方式。量子測量中，“上帝”開始玩骰子了！以至于愛因斯坦作為量子理論的奠基人之一卻至死也不認同量子測量。

6、然而直至今天，科學實驗一次又一次地表明：“上帝”真玩骰子了！還用剛開始的例子：在火車上和在飛機里的量子疊加態(tài)。測量之前你既在火車上也在飛機里，但如果對你測量（比如有人對你GPS定位），你可能忽然掉到火車上也可能忽然掉到飛機里，但最終你是掉到火車上還是在飛機里是無法預知的（唯一知道的是你掉到火車上或飛機里的概率）。量子測量結果還強烈地依賴觀察測量的角度和方式。處于相同狀態(tài)的量子系統(tǒng)，最后的結果跟觀察的角度和方式有巨大的差別。如果觀察的角度