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从爱因斯坦的好奇心到量子信息科技

编辑/2020-11-10/ 分类:百科知识/阅读:
今天我会从爱因斯坦的好奇心讲起,之后延伸到最近这些年来发展的一个新技术,就把它叫做量子信息科学或者量子信息技术。 后面可能有一些具体的内容,大家不一定了解,但是只要是有两个信息能够记住就可以,这就是整个的主题。 第一,我想告诉大家,目前的科 ...

今天我会从爱因斯坦的好奇心讲起,之后延伸到最近这些年来发展的一个新技术,就把它叫做量子信息科学或者量子信息技术。

后面可能有一些具体的内容,大家不一定了解,但是只要是有两个信息能够记住就可以,这就是整个的主题。

第一,我想告诉大家,目前的科学理论是,我们的世界不是决定论的。

第二,有了这样新的理念之后,可以来做很多有趣的事情。

世界是决定论的吗?

我从爱因斯坦一个观点讲起。

爱因斯坦应该是我们历史上最伟大的科学家之一,他有一个信念,上帝是不掷骰子的,什么意思?

大家肯定学过牛顿力学,它告诉我们,比如卫星发射之后,可以计算什么时候卫星会经过我们的头顶。也就是说,所有粒子的运动状态都是可以精确预言的。那么,如果把这个问题进一步延伸一下,就会引起这么一种概念,就是决定论。

也就是说,包括今天的演讲,是不是老早之前就被决定好了?相当于我们看一部电影的时候,尽管还没有看到电影结尾,但我们知道这个电影已经有结尾了,你的任何行为是改变不了什么的。

科幻片《西部世界》里有一位女士,她是一个机器人,却认为自己是有自主意识的。事实上,她的每一个举动都是由后台程序所设定的,下一时刻要做什么说什么,其实老早像拍电影一样已经被确定好了。

但作为一个人,内心深处其实都不太相信牛顿力学这个结论,所以霍金讲过一句话:“即使是相信一切都是上天注定的人,在过马路的时候也会左右看一看,以免被车撞到。”

这提出两个问题:第一,这个世界到底是决定论的,还是本质上是不确定的,以至于允许我们有自主意识,可以有自由的思想。

第二个,如果本质上是不确定的,那如何从物理学上来证明这一点?

单缝实验与双缝实验

我们先来做一个实验。

有一条缝,光源照过去,有强度分布,中间最亮,两边慢慢变暗。实验很简单,每天都可以重复做,拿手电筒一照就可以了。但是有科学家说,如果把光的强度进一步减弱,会有什么样的结果呢?

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