3月31日 量子物理學的實驗與哲學基礎 安東。澤林格

    主講人簡介

    安東。澤林格，維也納大學實驗物理學教授，牛津大學客座研究員，法蘭西大學客座教授，奧地利科學院終身院士，奧地利物理學會主席，美國物理學會會員。

    內容簡介

    量子物理學是德國物理學家麥克斯。普朗克于1900 年在柏林提出的。他為了解釋某些光學現象，不得不設想光是由量子所組成的，也就是單個的粒子，而且量子是不可分的。量子力學現在已經成為許多現代高科技的基礎。美國的諾貝爾獎獲得者杰克。斯坦博格曾經估計，可能在當代的經濟中，三分之一的國民產值都以某種方式來自于一量子力學為基礎的高科技。那么問題在哪里呢？理查德。費曼很好地表述了這個問題：我認為我可以肯定地說，現在沒有人理解量子力學。理查德。費曼是有資格這么說的，因為他曾因發明了一個量子物理學的公式而獲得諾貝爾獎，所以他知道自己在說什么。

    量子理論不僅僅是學術研究，它不僅僅是我們理解世界的一種有趣方式，它也對信息處理提供了許多有趣的新概念。一個就是量子計算機，世界各地都有許多研制量子計算機計劃，我知道中國也有。我不想詳細地談有關的具體的硬件，也就是說，它到底是什么樣的，因為今天還沒有人知道，完全處于想象階段。人們在嘗試各種不同的途徑，基本的概念是必需要有一個中央處理器，我借用一個著名的電腦芯片公司的名字，稱之為“昆騰”，基本的概念是，我們可以用量子疊加的方式來處理信息。例如，如果要計算開平方，我們可以把數字4和9以量子疊加態的方式同時輸入“昆騰”，那么量子計算機，或用物理術語來說，一種大量的糾纏狀態，量子計算機就會計算出結果，不是一個一個地計算，而是以疊加態來計算，就如這個最簡單的例子，我們就可以得到以量子疊加態的形式輸出的結果，2和3.大家知道計算機方面有一種趨勢，就是計算機變得越來越小，其元件如晶體管等等處理信息所用的電子越來越少，如果照目前的情況發展下去，就會達到量子水平。另一方面，量子力學可以從下向上發展，制造出量子計算機。

    量子通訊是最早在實驗上有所進展的。量子通訊有許多用途，最早得到發展的是量子密碼，量子密碼是一種對信息進行編碼方法，其安全性是由自然規律來保證的，不依賴于實驗者的技巧。量子密碼最基本的思想是，人們無法在不破壞或改變量子的狀態的情況下測量量子。所以當一個無權知道某種信息的人想要竊取信時，就很容易被發現。

    現在我再回到哲學問題上，玻爾有一段我非常喜歡的話：并沒有什么量子世界，只有一個抽象的量子物理學的描述。認為物理學的任務是去發現自然究竟是怎么樣的想法是錯誤的。物理學只有關于我們對自然能做何描述。就是說人們根本不可能判斷自然到底是什么，我們只能討論如何來描述自然。

    全文