兩年前，麻省理工學(xué)院教授大衛(wèi)·凱澤（下圖）和一個(gè)國際團(tuán)隊(duì)利用激光器、單光子探測器、原子鐘和巨型望遠(yuǎn)鏡收集了八十億年前遙遠(yuǎn)類星體發(fā)出的光，以便走得更遠(yuǎn)。 改進(jìn)的量子糾纏測試。 因此量子物理學(xué)基礎(chǔ)知識點(diǎn)總結(jié)，研究人員有效地排除了一種潛在的反對意見，即糾纏可能是由于測量選擇與被測試粒子的行為之間的某種相關(guān)性而引起的。 是的，量子糾纏違背了我們的直覺，但凱澤指出，至少科學(xué)家可以繼續(xù)理解它。
這讓薛定諤徹夜難眠，但 20 世紀(jì) 30 年代的理論家只有紙和筆，沒有今天的計(jì)算能力和“令人信服的類比”來指導(dǎo)他們，也幾乎沒有物理證據(jù)。 相比之下，今天，科學(xué)家們現(xiàn)在擁有先進(jìn)的工具來研究這些問題量子物理學(xué)基礎(chǔ)知識點(diǎn)總結(jié)，而這些方法直到最近幾年在實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)上都是不可能的。 現(xiàn)在，麻省理工學(xué)院物理學(xué)教授、麻省理工學(xué)院科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)項(xiàng)目主任、格梅斯豪森科學(xué)史教授凱澤撰寫了關(guān)于這一主題的新歷史書《量子遺產(chǎn)：安排一個(gè)不確定的世界》。
物理學(xué)的繁榮
在主要物理學(xué)家的小插曲、對該領(lǐng)域發(fā)展的原創(chuàng)研究以及他自己在宇宙學(xué)方面的工作的描述之間，凱撒強(qiáng)調(diào)了該領(lǐng)域隨著時(shí)間的推移所發(fā)生的巨大變化。 該學(xué)科的命運(yùn)確實(shí)發(fā)生了相當(dāng)戲劇性的轉(zhuǎn)變，凱撒的目標(biāo)是在一個(gè)非常動(dòng)蕩的世紀(jì)向讀者呈現(xiàn)一個(gè)不同類型的故事，一個(gè)不同的線索。 事實(shí)上，許多量子物理學(xué)的歷史在形式上都是望遠(yuǎn)鏡式的，重點(diǎn)關(guān)注該領(lǐng)域最著名的恒星：
基礎(chǔ)量子理論家尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）、保羅·狄拉克（Paul Dirac）、維爾納·海森堡（ ）和薛定諤（Schr?），愛因斯坦經(jīng)常被描述為著名的量子懷疑論者。 在物理世界因世界大戰(zhàn)而陷入混亂之前，這些科學(xué)家發(fā)展了量子力學(xué)并確定了其最令人費(fèi)解的特征：包括量子糾纏和不確定性原理（測量粒子的位置和動(dòng)量等精度的差異）。 權(quán)衡）。
即使現(xiàn)在我們?nèi)匀缓茈y解釋這些概念，但很多其他事情已經(jīng)發(fā)生了變化。 從 20 世紀(jì) 40 年代開始，物理學(xué)經(jīng)歷了 25 年來前所未有的發(fā)展，尤其是二戰(zhàn)后，學(xué)生涌入美國大學(xué)。 凱撒談到這一發(fā)展階段時(shí)說：在戰(zhàn)后的四分之一個(gè)世紀(jì)里，我們培養(yǎng)的物理學(xué)人才比創(chuàng)世以來還要多。 與此同時(shí)，大型粒子對撞機(jī)改變了物理學(xué)的方法，產(chǎn)生了有關(guān)亞原子結(jié)構(gòu)的新知識。
物理學(xué)的崩潰
研究團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并嚴(yán)格致力于推動(dòng)物理學(xué)的進(jìn)步。 成為物理學(xué)家的人比以往任何時(shí)候都多，但思考量子物理學(xué)提出的“哲學(xué)”問題的人似乎比以往任何時(shí)候都少，而且這個(gè)問題已經(jīng)變得不流行了。 這不僅僅是秋千，物理學(xué)甚至在實(shí)際問題中看到了這些相當(dāng)戲劇性的變化。 凱澤通過仔細(xì)閱讀物理教科書，仔細(xì)記錄了這一轉(zhuǎn)變，展示了務(wù)實(shí)研究的精神如何占據(jù)主導(dǎo)地位。
教科書作者總會(huì)做出一系列的價(jià)值判斷：什么是合適的話題，什么是合適的方法？ 我們應(yīng)該問什么問題？ 什么是“純粹”哲學(xué)？ 隨后，物理學(xué)泡沫破滅：20 世紀(jì) 70 年代初，隨著經(jīng)濟(jì)放緩和聯(lián)邦資金減少，該領(lǐng)域的資金、入學(xué)人數(shù)和就業(yè)機(jī)會(huì)都急劇下降。 這些數(shù)字在學(xué)院的幾乎所有研究領(lǐng)域都出現(xiàn)了崩潰，沒有哪個(gè)領(lǐng)域比物理學(xué)下降得更快。
《量子遺產(chǎn)》
也許令人驚訝的是，20 世紀(jì) 70 年代的就業(yè)市場危機(jī)重新激發(fā)了人們對 1930 年代量子奇跡的興趣。 正如 在他 2011 年出版的《嬉皮士如何拯救物理學(xué)》一書中詳細(xì)介紹的那樣（該書源于這本書的項(xiàng)目），在理解糾纏方面已經(jīng)取得了一些關(guān)鍵進(jìn)展。 當(dāng)時(shí)處于邊緣地位的物理學(xué)家缺乏快速研究機(jī)會(huì)，因此可以相對自由地探索被忽視的問題。
凱撒在《量子遺產(chǎn)》中指出：這種非常規(guī)思維很快也開始影響教學(xué)。 弗里喬夫·卡普拉（ Capra）的暢銷書《物理之道》將東方宗教和量子奧秘聯(lián)系起來，如今被認(rèn)為是新時(shí)代的必需品，但由于物理學(xué)教授渴望吸引學(xué)生回到課堂，所以它出現(xiàn)在學(xué)術(shù)課程大綱中。 自 20 世紀(jì) 70 年代以來，量子物理學(xué)經(jīng)歷了多個(gè)小時(shí)代。
國防開支在 20 世紀(jì) 80 年代刺激了物理學(xué)的復(fù)興，但當(dāng)國會(huì)在 1993 年否決了超導(dǎo)超級對撞機(jī)項(xiàng)目時(shí)，該學(xué)科某些分支的物理學(xué)家無法產(chǎn)生許多新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，直到大型強(qiáng)子對撞機(jī)對撞機(jī)于 2008 年上線。結(jié)果，近幾代學(xué)者都體會(huì)到物理學(xué)是一門動(dòng)蕩的學(xué)科，其命運(yùn)與遙遠(yuǎn)的政治息息相關(guān)。 有時(shí)，人們在物理學(xué)繁榮時(shí)期陷入了不同步，盡管并非他們自己的過錯(cuò)，但機(jī)會(huì)在他們獲得學(xué)位之前就消失了。
大型對撞機(jī)帶來希望
在過去的半個(gè)世紀(jì)里，我們已經(jīng)看到這種情況發(fā)生過兩次。 因此，雖然像薛定諤這樣的物理學(xué)偉人可以用鉛筆和紙取得進(jìn)步，但對于當(dāng)代學(xué)科的進(jìn)步來說，物理學(xué)的物質(zhì)條件非常重要。 這些想法很重要，但它們植根于不斷變化的世界，《量子遺產(chǎn)》贏得了學(xué)術(shù)界的贊譽(yù)； 加州理工學(xué)院諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、物理學(xué)家基普·索恩對這本書給予了高度評價(jià)。 “關(guān)于過去一個(gè)世紀(jì)物理學(xué)和宇宙學(xué)重大發(fā)展的一系列引人注目的小插曲”，這本書將科學(xué)與人類歷史無縫地結(jié)合在一起。
獲獎(jiǎng)小說家內(nèi)爾·弗羅伊登伯格 (Nell ) 指出，凱撒能夠揭示超凡脫俗的思想與它們所形成的社會(huì)和政治世界之間的聯(lián)系，這有助于“為宇宙之謎提供令人著迷的指南”。 凱撒則希望讀者考慮科學(xué)家的“雙重本性”，他們希望找到永恒的答案，盡管受到當(dāng)時(shí)的工具和假設(shè)的束縛。 在《量子遺產(chǎn)》探索狄拉克等物理學(xué)家個(gè)人生活的同時(shí)，凱撒也希望讀者能夠理解什么是徹底協(xié)作的量子物理學(xué)事業(yè)。
科學(xué)有寫個(gè)別天才的傳統(tǒng)，但量子力學(xué)從一開始就需要一個(gè)整體，在研究機(jī)構(gòu)、世代和群體時(shí)，凱撒發(fā)現(xiàn)這比站在山頂思考這些遙不可及的天才更有價(jià)值。一個(gè)寓言，但對于這個(gè)系列的發(fā)展來說是一個(gè)特別不合適的寓言。 50多年來，超過15000名物理學(xué)家發(fā)表了有關(guān)希格斯玻色子的論文，探索亞原子粒子如何獲得質(zhì)量，但直到大型強(qiáng)子對撞機(jī)開始運(yùn)行后，科學(xué)家們才找到了證據(jù)。
博科園｜研究/來自：MIT/Peter
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