紐約時報暢銷圖書,正統(tǒng)科學與離經(jīng)叛道之間的相互“糾纏”,哈佛教授對量子理論及科學哲學的再思考。20世紀70年代對于物理學家是蕭條的年代,由于工作難找,隨波逐流、不敢越雷池一步成了人們奉行的原則。這時美國加州伯克利一群工作不稱心,卻好奇心不死的古怪另類的物理學家集結在了一起,他們拋開主流物理學界的種種局限,探索科學界無人問津的荒野。他們從東方神秘主義和超感讀心術角度研究量子糾纏態(tài)和貝爾定理,他們會躺在伊薩蘭學院的溫泉浴池里討論最新的研究進展,有些甚至嘗試用LSD迷幻藥提升創(chuàng)造力;蛟S很難想象的是,這些離經(jīng)叛道的人卻扭轉了現(xiàn)代物理學的方向,他們使主流物理學界情不自禁地開始關注量子理論中那些離奇卻讓人興奮的基本問題了。今天的量子信息理論是最熱的科學前沿課題,吸引著數(shù)十億美元的資金投入以及成千上萬優(yōu)秀的科研人員,但這個尖端領域竟然有個“迷幻藥”的過去。此書將介紹一群天馬行空的物理學家是如何無視當時“閉嘴,計算”的誡命,并驅使現(xiàn)代物理學重新煥發(fā)活力的。 作者簡介: 戴維凱澤(DavidKaiser)是麻省理工學院物理系教授,曾開設“科學、技術與社會”課程。他已入選為美國物理學會會士,因《“畫”分出的理論》被美國科學史學會授予輝瑞獎,該書寫的是理查德費曼獨特的量子理論研究方法。他和家人生活在波士頓附近。 目錄: 導言 第一章“閉嘴!計算!” 第二章“詭異的超距作用” 第三章糾纏 第四章從波函數(shù)Ψ到超心理學Psi 第五章新靠山、新論壇 第六章話語的傳播 第七章禪與課本出版藝術 第八章邊緣?! 第九章從FLASH到量子加密 第十章從伯克利出發(fā) 尾聲量子復興中的各種思想和團體 索引 譯后記“本書把我們帶到了二十世紀七十年代那萬花筒般絢爛多彩的文化深處——那個時代出現(xiàn)了流行超自然論者、熱衷東方神秘主義者、以及反文化運動大師——這些人當中還有些是挑戰(zhàn)自身的學科根基的物理學家。這群人雖然歷盡挫折與阻撓,卻終獲成功,凱澤筆下的這個故事出奇地詼諧幽默,又使人深受啟發(fā)。正如著名物理學家拉比曾經(jīng)評價的:‘你還要什么,美人魚嗎?’” ——肯阿爾德,《萬物之度》、《測謊儀》作者 “中情局、沃納艾哈德的自我提升培訓基金、灣區(qū)嬉皮士的先鋒行為與愛因斯坦、海森伯及薛定諤的傳奇成就之間有什么共同點?這個玩笑似的問題初聽似乎很荒唐,但事實是:原來有很多共同點。這是本讀起來妙趣橫生的書,它對物理學中很多影響日漸深遠的問題給出了深刻的見解,它把讀者帶回到了在整個20世紀60年代都處于新時代運動狂潮核心的北灘區(qū)。放下你的計算器,讀讀這本書吧!” ——彼得蓋里森,《愛因斯坦的時鐘與龐加萊的地圖》作者 “當你把量子力學的基礎問題和溫泉浴池、ESP超感知覺、藏僧的黃袍及迷幻藥攪合在一起時會怎么樣?要解釋那些最微妙、最違反直覺的量子效應,戴維凱澤的能力令人仰“本書把我們帶到了二十世紀七十年代那萬花筒般絢爛多彩的文化深處——那個時代出現(xiàn)了流行超自然論者、熱衷東方神秘主義者、以及反文化運動大師——這些人當中還有些是挑戰(zhàn)自身的學科根基的物理學家。這群人雖然歷盡挫折與阻撓,卻終獲成功,凱澤筆下的這個故事出奇地詼諧幽默,又使人深受啟發(fā)。正如著名物理學家拉比曾經(jīng)評價的:‘你還要什么,美人魚嗎?’” ——肯阿爾德,《萬物之度》、《測謊儀》作者 “中情局、沃納艾哈德的自我提升培訓基金、灣區(qū)嬉皮士的先鋒行為與愛因斯坦、海森伯及薛定諤的傳奇成就之間有什么共同點?這個玩笑似的問題初聽似乎很荒唐,但事實是:原來有很多共同點。這是本讀起來妙趣橫生的書,它對物理學中很多影響日漸深遠的問題給出了深刻的見解,它把讀者帶回到了在整個20世紀60年代都處于新時代運動狂潮核心的北灘區(qū)。放下你的計算器,讀讀這本書吧!” ——彼得蓋里森,《愛因斯坦的時鐘與龐加萊的地圖》作者 “當你把量子力學的基礎問題和溫泉浴池、ESP超感知覺、藏僧的黃袍及迷幻藥攪合在一起時會怎么樣?要解釋那些最微妙、最違反直覺的量子效應,戴維凱澤的能力令人仰止,他構造故事的奇妙能力更是渾然天成,要了解科學發(fā)展史上那個遙遠的,異乎尋常的癲狂時代,他是最好的向導! ——賽斯勞埃德,《為宇宙編程》作者 “戴維凱澤給我們呈現(xiàn)了在反文化運動中那些特殊的科學探求的奇妙、神秘及喜悅,這種探求幫助界定、啟發(fā)了一個特殊的歷史時期。一些人見證了并一直欣賞著這些歷史的回響,但從沒有人如此權威、如此充分地把這個故事講得如此富有色彩! ——杰弗里J克里珀爾,《伊薩蘭:美國與無宗教的宗教》作者 “《嬉皮士救了物理學》讓我們對一些最早研究量子理論基礎問題的非同尋常的人們有了一種非同尋常的了解。這本書讀起來很有趣。 ——安東塞林格,《光子的舞蹈》作者 "基要物理學小組的嬉皮士物理學家們從三個方面拯救了物理學。首先是風格或方法上的。他們有意識地為隨心所欲的思考重新提供了開放的空間,使人們重新意氣飛揚地從哲學角度探討被冷戰(zhàn)隔膜了數(shù)十年的基礎物理學。與同時代的多數(shù)人相比,他們更多地尋求重新體驗那種更大意義上的探求,正是這種探求曾經(jīng)驅使著他們的英雄們——愛因斯坦、玻爾、海森堡和薛定諤,他們就是這樣把曾經(jīng)搞物理的模式悄悄帶回了日常生活中。 其次,基要物理學小組成員們是“貝爾定理”的知音,他們把該理論從長達十年的沉寂無名中拯救了出來。該定理以性格火暴的愛爾蘭物理學家約翰貝爾(JohnS.Bell)命名,該定理指出曾經(jīng)相互作用的量子對象,即使彼此已移動到相距甚遠的位置,也仍然保留著一些奇異的關聯(lián)或聯(lián)系。貝爾使用了“非局域性”和“糾纏態(tài)”來描述他的研究結果。對于基要物理學小組成員而言,這一現(xiàn)象似乎同樣使人容易聯(lián)想到佛教教義。正如一個小組成員在1976年說的:“貝爾定理為神秘主義的至理名言——‘我們都是一體的’——賦予了精確的物理內(nèi)容”;锢韺W小組的成員們以各種風格,應用各種媒介努力解決著貝爾定理和量子糾纏中的問題。他們努力理解它,測試它的極限,并認識它可能的含義。在這個過程中,他們迫使幾個物理學同行也關注該主題,激烈討論它的最終含義。在這些戰(zhàn)斗中,量子信息科學誕生了。 貝爾定理和量子糾纏理論似乎立即提示人們,可以利用量子理論進行超距作用。在這里碰一顆粒子一下,它的伙伴馬上在另一邊跳舞,不管二者的距離是納米還是光年。但根據(jù)愛因斯坦相對論,任何力或其影響都不會以超光速的速度傳播。但基要物理學小組義無反顧地在這個界限上不斷推進,這個界限似乎是我們所認知的這個宇宙建筑的薄弱結合點。他們有許多動機,一個是對純哲學問題的頑固的求知欲,即人們不斷重復的問題:“為什么世界是這樣運轉的?”但是,還有更多。假如超光速信號傳播是可能的(甚至是必然的),那么物理學家們就需要拓寬物理學內(nèi)容以包括更大的問題。是否超距作用真的不同于超感力、意識控制特異功能或東方神秘主義強調(diào)的整體性?這些問題是關鍵所在,至少基要物理學小組這樣認為。就這樣,在反傳統(tǒng)運動和新世紀運動進行得百花齊放,如火如荼的時候,從舊金山灣區(qū),量子物理學深處的奧秘映射出了全新的意義。 嬉皮士物理學家們對貝爾定理和量子糾纏研究的共同推進激發(fā)了若干重大突破——這是他們拯救物理學的第三種方式。最重要就是“不可克隆定理”,這是基要物理學小組對量子理論新的發(fā)現(xiàn),它是成員們用自己設想的假定機理不斷探求的結果。類似于著名的海森堡測不準原理,不可克隆定理規(guī)定:創(chuàng)造一個未知或任意量子態(tài)的完美副本(或“克隆體”)是不可能的。任何復制脆弱的量子態(tài)的努力一定會改變它。未知的量子態(tài)——比如維也納和日內(nèi)瓦演示中沿著長長的光纖傳輸?shù)墓庵遣荒軓椭频倪@個客觀現(xiàn)象正是阻止線路上竊聽行為的依據(jù)。量子加密通信不同于普通的信號通訊,后者可被暗中竊聽,而量子加密通訊信號根本無法取得,取得的已經(jīng)遭到了破壞。不可克隆定理就是如此使量子加密成為有力工具的:它給銀行轉賬和選舉結果傳輸提供了完美的安全機制。這一點在今天的物理學家和量子信息科學愛好者中是眾所周知的,最新的教科書通常在開頭幾頁選登這個結果。而幾乎不為人所知的是,不可克隆定理的出現(xiàn)直接來自當年基要物理學小組的不懈追求——可謂既熱烈又滑稽的努力——他們探索的是貝爾定理和量子糾纏能否解開心靈感應和超感知覺的秘密,甚至是是否有可能與亡靈進行交流。 因此本書莽撞的標題——《嬉皮士救了物理學》可能會與托馬斯卡希爾(ThomasCahill)的名著《愛爾蘭人如何拯救文明》一樣顯得大膽,似乎帶著同樣的諷刺和挑釁。兩書構思類似,都研究了急劇動蕩的時代占主導地位的社會機構的衰退:一本書講的是羅馬帝國,另一本講的是冷戰(zhàn)時期的物理研究機構。在兩本書的故事中,都是一群最不為人看好的失敗者和落魄者使得人類求知的火炬燃燒不息,從而滋養(yǎng)出了一個學術體系和一套問題,直到主流力量恢復到能夠認識它們的重要性并在其基礎上繼續(xù)完善。在卡希爾的書下需要拯救的是“西方文明”,在我這里需要獻身的是對量子實在性的深刻質疑?ㄏ栙x予中世紀愛爾蘭僧侶雙重角色:既是歐洲遺失文明的耕耘者,也是在整個歐洲大陸重新播撒求知種子的使者。本書關注于落魄不得志的嬉皮士物理學家們,他們對物理學和探究量子力學核心大問題的熱情是不可替代的。他們面對職業(yè)生涯的艱辛,表現(xiàn)出的堅韌令人感嘆,他們分享并傳播發(fā)現(xiàn)的熱情那么經(jīng)久不衰。 好幾位研究卡希爾的評論家曾坦率地指出,中世紀愛爾蘭人的作用被輕易夸大了。事實證明,當時其他族群的人們也同樣善于收藏希臘和羅馬的精神財富,并呵護它們,在其基礎上發(fā)揚光大,這些在關鍵時刻幫助填補了歐洲大陸的知識體系。本故事中心的物理學家們亦然,我集中討論的這些人也絕非起了絕無僅有的作用,其他志同道合的研究者同樣存在,而且各團體間也時常發(fā)現(xiàn)彼此并相互交流。然而基要物理學小組——從一開始就是合唱陣容的他們——的確起到了我們不得不承認的超群角色。他們壯志雄心的行動相對于他們卑微的職業(yè)地位格外令人吃驚。他們追求的不僅僅是新奇的器件,盡管他們頭腦中也有這些,甚至也在專利申請的道路上走了幾步,但他們總有更宏大的目標:改變整個世界觀。我發(fā)現(xiàn)他們高昂的智慧追求和他們卑微的職業(yè)處境之間的差距尤其充滿魅力。畢竟,他們留下了印記——雖然的確日漸微淺,而且在今天驚世駭俗的成就中基本未受到承認——這應該給當前默默無聞,辛勤耕耘的研究者們帶來些許安慰;锢韺W小組成員們當年是帶著熱情投入到他們的研究中的,他們一直都興致高昂,并享受著探索的每一刻。這肯定是其中最寶貴的經(jīng)驗。 "
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