量子纠缠:上帝效应,科学中最奇特的现象

《量子纠缠:上帝效应,科学中最奇特的现象》(pdf,txt格式)免费电子书,作者：(美)布莱恩.克莱格(BrianClegg),于2011 年6月,由重庆出版社集团 重庆出版社出版。

布赖恩·克莱格，拥有剑桥物理学学位，为众多杂志撰写专栏、特写和评论。作品有《无限简史》、《科学第一人：罗吉尔·培根生平》、《光年：人类为光痴迷的离奇故事》。他的作品已经被译成十种语言。他和妻子、两个孩子一起住在英格兰的威尔特郡。
..第1章纠缠的开始
　　 纠缠，这是一个充满暗示的词语。它让人想起被无法解开的羊毛球缠住的小猫或两个人之间复杂的人际关系。但是，在物理学中，它指的是一个非常特殊而又奇特的概念，它如此奇异、重要而且具有影响力，因此，我把它称为“上帝效应”。一旦两个粒子发生纠缠，不管两个粒子处于何处，它们彼此之间仍保持着强大的关联，用这种关联可以实现似乎不可能完成的任务。
　　 若要稳妥使用“量子”一词，得先去掉其神秘面纱。这只不过是建立这样一个概念：我们研究的“量子”，是构成现实事物的微小能量和物质。一般而言对于大量存在的同种结构微粒，不管是光的光子、物质的原子还是亚原子粒子，如电子、量子都是它们的组成微粒。
　　 同量子打交道意味着我们研究的是某些数量固定的可测量的对象，而不是连续变化的量。实际上，量子化事物和连续事物之间的差别类似于数字信息(基于0秒和l秒的量子)和承载任何数值的摸拟信息之间的差别。在物理世界中，量子通常是非常小的单元，正如量子跃迁是非常小的变化一样——这一点与其在日常话题中的意义颇为不同。
　　 作为本书的核心，量子纠缠现象正是这种令人难以理解但却是构成我们周围世界的微小粒子之间的关联。在量子的层面上，粒子可以被完全地连接起来，被连接的对象(如光子、电子和原子)就成为现实当中同一事物的组成部分。即使这些纠缠的粒子后来被分开到宇宙相反的两端，它们仍然保持着这种奇怪的关联。一个粒子发生变化，其变化立即在其他粒子中反映出来——不管它们之间相隔多远。上帝效应具有不确定的普遍性。
　　 这种不受限定的关联使得量子纠缠的应用能够得以实现。在数据加密中若有密码的传送，这种关联可使其完全不被截获。它在量子计算机的运行中起到基本的作用——在量子计算机中，每个比特都是单个亚原子粒子，能够进行超出任何传统计算机范围的计算，甚至程序可在宇宙的整个生命周期内运行。纠缠使得从一个地方向另一个地方传输粒子成为可能，还可以不通过两个地方之间的空间来传输物体。
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什么是纠缠？它是量子粒子之间的连接，是宇宙的结构单元。一旦两个粒子发生纠缠，当一个粒子发生变化，立即在另一个粒子中反映出来，不管它们是在同一间实验室，还是相距数亿光年。这种现象及其含义看起来是如此有悖于常理，以至于爱因斯坦本人称它为“幽灵一般的”，并且认为它将导致量子论的衰落。然而，科学家们后来发现，量子纠缠——“上帝的效应”，是爱因斯坦很少犯的—但也许是最大的—错误之一。在《量子纠缠》中，资深科学作家布莱恩?克莱格描述了纠缠及其历史和应用。该书可读性强，引人入胜，全书不含公式。布莱恩?克莱格和阿米尔·艾克塞尔的书迷们以及那些对量子的各种奇异可能性感兴趣的人们，将会发现此书让人爱不释手。
　　

　　人类是否有一天会跨越星球之间的超大距离进行交流，研究出无法破译的密码，设计出能够在大海中捞到针的计算机，或者甚至学会建立隐形传输，那么，布莱恩?克莱格的《量子纠缠》中描述的让人惊异的科学，将因其对宇宙—我们自身的描绘，让人震惊和着迷！它是如此奇异，要掌握它（量子纠缠），想象力几乎不够用。
　　 如果你认为科学是可以预测的、具有颠覆常识性的事物，也许甚至有一点枯燥乏味，那是因为你没有遇到量子纠缠。量子纠缠是一种非常奇特的、无处不在的物理现象，它颠覆了常理。因此，本书将其称为“上帝的效应”。量子纠缠无法用通常的语言加以描述，它可在瞬间从宇宙的一端传到另一端。它是科学中最奇怪的效应，然而却很少有人听说过它。量子纠缠把常识击得支离破碎。