WEBVTT

00:00:07.630 --> 00:00:10.628
竖直地向上扔一个球

00:00:10.628 --> 00:00:13.852
你能预测当球离开你的手以后的运动吗？

00:00:13.852 --> 00:00:15.176
当然，这很简单。

00:00:15.176 --> 00:00:18.730
在到达某个最高点之前，这个球将一直上升。

00:00:18.730 --> 00:00:21.668
之后它将下落，又一次回到你的手上。

00:00:21.668 --> 00:00:23.246
当然，事情就是这样的。

00:00:23.246 --> 00:00:26.710
你之所以知道，是因为你已经无数次目击过这样的事情发生。

00:00:26.710 --> 00:00:31.417
你一直在整个生命的日常现象里观察到物理

00:00:31.417 --> 00:00:35.884
但是，假设我们去探索一个关于原子物理的问题

00:00:35.884 --> 00:00:37.950
就像是，一个电子绕氢原子核的运动是什么样

00:00:37.950 --> 00:00:40.906
就像是，一个电子绕氢原子核的运动是什么样

00:00:40.906 --> 00:00:45.045
我们能依据日常的物理经验去回答吗？

00:00:45.045 --> 00:00:46.872
肯定不行。为什么？

00:00:46.872 --> 00:00:51.474
因为，微观系统运行的物理定律

00:00:51.474 --> 00:00:55.224
与宏观物理的定律有很大不同

00:00:55.224 --> 00:00:57.690
那些你见到或是围绕在你身边的物理

00:00:57.690 --> 00:00:59.703
每天，你所见到和所深爱的

00:00:59.703 --> 00:01:03.702
被经典力学定律所掌控着。

00:01:03.702 --> 00:01:05.880
但是，原子规模的系统

00:01:05.880 --> 00:01:09.870
被量子力学定律所掌控。

00:01:09.870 --> 00:01:13.432
这种量子世界被证明是个十分奇怪的地方。

00:01:13.432 --> 00:01:17.932
一个有名的思想实验给出了一个说明量子世界奇怪的例子，

00:01:17.932 --> 00:01:20.090
薛定谔的猫

00:01:20.090 --> 00:01:24.449
一个实际上并不特别喜欢猫的物理学家，将一只猫放进盒子中，

00:01:24.449 --> 00:01:30.148
并一同放了一颗炸弹，在盖子盖上后，有50%的机率爆炸。

00:01:30.148 --> 00:01:32.756
除非我们我们重新打开盖子，我们没有办法得知

00:01:32.756 --> 00:01:35.281
炸弹有没有爆炸

00:01:35.281 --> 00:01:40.531
因此，也无法知道猫是活着还是死了。

00:01:40.531 --> 00:01:43.834
在量子物理中，我们可以说在观测之前，

00:01:43.834 --> 00:01:46.606
那只猫处于叠加态。

00:01:46.606 --> 00:01:51.656
既不是活着也不是死亡，而是两种可能性的混合。

00:01:51.656 --> 00:01:54.678
每种可能都有50%的可能性。

00:01:54.678 --> 00:01:58.842
在量子规模中，同样的事情发生在物理系统上，

00:01:58.842 --> 00:02:01.611
就像一个电子绕氢原子核运行

00:02:01.611 --> 00:02:04.186
电子不是真正的绕轨道运行。

00:02:04.186 --> 00:02:07.144
就像是空间中的任何地方，都在一瞬间

00:02:07.144 --> 00:02:10.920
存在某处比其他地方有更大的可能性，

00:02:10.920 --> 00:02:13.000
并且只有在我们测量过它的位置之后，

00:02:13.000 --> 00:02:15.876
我们才可以精确的知道那个时刻它在哪。

00:02:15.876 --> 00:02:18.971
很多现象，像是我们不知道这只猫是死是活

00:02:18.971 --> 00:02:20.831
直到打开盒子

00:02:20.831 --> 00:02:23.576
这些把我们带入奇怪而又美丽的量子缠绕现象

00:02:23.576 --> 00:02:25.871
。

00:02:25.871 --> 00:02:31.157
假设，现在我们有两只猫，在两个不同的盒子里

00:02:31.157 --> 00:02:34.820
如果我们对这一对猫重复“薛定谔的猫”的实验

00:02:34.820 --> 00:02:38.780
这个实验的结果有四种可能

00:02:38.780 --> 00:02:41.869
两只猫都活着或是都死了

00:02:41.869 --> 00:02:45.700
亦或是，一只猫活着一只死了，或者反一下

00:02:45.700 --> 00:02:48.348
这个两只猫的系统又存在于叠加态，

00:02:48.348 --> 00:02:53.416
每种结果都有25%的可能性，而不是50％。

00:02:53.644 --> 00:02:55.897
但是，这里有很有棒的事

00:02:55.897 --> 00:02:58.508
量子力学告诉我们有可能去清除

00:02:58.508 --> 00:03:03.984
叠加态中的结果，即两只猫都活着或死去。

00:03:03.984 --> 00:03:06.819
换言之，可以是两只猫的系统，

00:03:06.819 --> 00:03:12.502
这个的结果将总是一只猫活着，另一只猫死去。

00:03:12.502 --> 00:03:17.395
这个科学术语就是猫的纠缠态。

00:03:17.395 --> 00:03:21.022
但是，关于量子纠缠有些真正吸引人的事情。

00:03:21.022 --> 00:03:25.011
如果你在这种纠缠态中，准备两只在盒子中猫的系统

00:03:25.011 --> 00:03:28.957
然后把盒子移到宇宙的另一端

00:03:28.957 --> 00:03:32.752
实验的结果将总是相同。

00:03:32.752 --> 00:03:37.617
一只猫总是活着，而另一只总是以死亡结束。

00:03:37.617 --> 00:03:39.601
尽管在观测结果前，

00:03:39.601 --> 00:03:44.609
具体哪只猫死亡或活着是完全不确定的，

00:03:44.609 --> 00:03:46.196
这怎么可能？

00:03:46.196 --> 00:03:49.647
宇宙两端的猫的状态

00:03:49.647 --> 00:03:51.822
怎能这样被纠缠？

00:03:51.822 --> 00:03:54.325
它们相隔太远以至于不能即使沟通。

00:03:54.325 --> 00:03:57.526
那么，两个炸弹怎么能总是策划好

00:03:57.526 --> 00:04:00.350
一个爆炸而另一个无恙？

00:04:00.350 --> 00:04:01.496
你一定在想，

00:04:01.496 --> 00:04:03.806
这只是一些理论上的胡言乱语

00:04:03.806 --> 00:04:06.388
这种事情不可能在真正的世界上发生。

00:04:06.388 --> 00:04:08.923
但是，这证明了，量子纠缠

00:04:08.923 --> 00:04:12.157
（量子纠缠）已经在真实世界的实验室被证实了。

00:04:12.157 --> 00:04:15.794
两个亚原子的颗粒在叠加态纠缠，

00:04:15.794 --> 00:04:19.663
在这种状态下，如果一个颗粒以一个方向旋转，另一个颗粒，必定以反方向旋转

00:04:19.663 --> 00:04:22.450
事实就是这样，甚至，当没有办法

00:04:22.450 --> 00:04:25.986
将信息从一个颗粒传给另一个

00:04:25.986 --> 00:04:30.007
去暗示，怎么服从缠绕的法则旋转。

00:04:30.007 --> 00:04:32.510
不足为奇的是，

00:04:32.510 --> 00:04:35.301
纠缠是量子信息科学的核心，

00:04:35.301 --> 00:04:39.486
这是一个正在发展的领域，研究在我们的宏观世界

00:04:39.486 --> 00:04:41.549
怎样应用奇怪的量子世界的定律

00:04:41.549 --> 00:04:46.372
就像量子密码，间谍可以互相发送安全信息，

00:04:46.372 --> 00:04:49.479
或者量子计算，去破解密码。

00:04:49.479 --> 00:04:53.743
日常的物理可能开始看上去有点像奇怪的量子世界。

00:04:53.743 --> 00:04:56.992
量子远距离传送，甚至可能发展的十分迅速

00:04:56.992 --> 00:05:00.323
某天，你的猫可能逃脱去了另一个星系，

00:05:00.323 --> 00:05:03.169
那里既没有物理学家，也没有盒子。