0:00:07.250,0:00:10.498 把一顆球直直往上拋, 0:00:10.498,0:00:13.752 你知道球會往哪邊跑嗎? 0:00:13.752,0:00:15.026 當然,太簡單了! 0:00:15.026,0:00:18.500 球向上到達一定高度後, 0:00:18.500,0:00:21.488 會垂直落下,[br]回到你的手中。 0:00:21.488,0:00:22.996 沒錯吧,[br]就這麼簡單, 0:00:22.996,0:00:26.515 你想必在日常生活中[br]已經看過無數次了。 0:00:26.515,0:00:31.547 你從出生到現在,[br]每天都在觀察周遭的物理現象。 0:00:31.757,0:00:35.884 但當我們想到原子物理的問題時, 0:00:35.884,0:00:40.780 比如氫原子的電子怎麼運動? 0:00:40.780,0:00:44.755 我們還能用日常所見來回答嗎? 0:00:44.755,0:00:46.872 不行吧,怎麼說? 0:00:46.872,0:00:51.474 因為物理系統[br]在這麼微小的世界裡, 0:00:51.474,0:00:55.224 和在構成我們日常生活經驗的 0:00:55.224,0:00:57.690 宏觀世界是非常不同的。 0:00:57.690,0:00:59.703 你所知而深愛的周遭, 0:00:59.703,0:01:03.702 主要是「古典力學」的範疇; 0:01:03.702,0:01:05.880 而在原子的世界裡, 0:01:05.880,0:01:09.870 則要靠「量子力學」來解釋。 0:01:09.870,0:01:13.432 量子的世界是非常詭異的。 0:01:13.432,0:01:17.932 有一個有名的例子[br]可以形容量子世界有多詭異: 0:01:17.932,0:01:20.090 「薛丁格的貓」。 0:01:20.090,0:01:24.449 一名不太喜歡貓的物理學家,[br]把貓放進一個箱子裡, 0:01:24.449,0:01:29.738 裡面還有一顆炸彈,[br]有50%的機率在封箱後爆炸。 0:01:29.738,0:01:31.516 除非我們打開箱子, 0:01:31.516,0:01:35.281 不然不會知道炸彈有沒有爆炸。 0:01:35.281,0:01:40.231 所以我們也不知道貓是死是活。 0:01:40.231,0:01:41.394 在量子力學中,[br] 0:01:41.394,0:01:43.914 我們會說在開箱以前,[br] 0:01:43.914,0:01:46.474 貓咪處於「疊加狀態」; 0:01:46.474,0:01:48.748 牠既不是生也不是死, 0:01:48.748,0:01:51.512 而是兩種可能的混合, 0:01:51.512,0:01:54.498 各佔50%的機率。 0:01:54.498,0:01:58.622 這樣的假設也在[br]量子力學的世界裡, 0:01:58.622,0:02:01.611 例如繞著氫原子轉的電子。 0:02:01.611,0:02:04.186 電子其實沒有特定軌道, 0:02:04.186,0:02:07.144 比較像是繞著原子核亂飛。 0:02:07.144,0:02:10.920 所以有機會出現在不同地方, 0:02:10.920,0:02:13.000 除非我們實際測量電子所在, 0:02:13.000,0:02:15.876 才能確定某個時點的電子在哪。 0:02:15.876,0:02:18.971 就像我們不知道貓的死活, 0:02:18.971,0:02:20.831 除非我們打開箱子。 0:02:20.831,0:02:23.576 這讓我們進入[br]一個怪異又美麗的現象 0:02:23.576,0:02:25.871 --「量子糾纏」。 0:02:25.871,0:02:31.157 假設現在不只一隻貓在箱子裡,[br]而是有兩隻貓在不同箱子。 0:02:31.157,0:02:34.820 如果用這兩隻貓重複[br]「薛丁格的貓」實驗, 0:02:34.820,0:02:38.780 可能會有四種不同結果。 0:02:38.780,0:02:41.869 可能兩隻貓都活著,[br]或是兩隻貓都死了, 0:02:41.869,0:02:45.700 又或是某一隻活著[br]但另一隻死了。 0:02:45.700,0:02:49.117 所以又再次進入「疊加狀態」, 0:02:49.117,0:02:53.544 每種結果的機率變成25%,[br]而不是50%。 0:02:53.984,0:02:55.747 但有趣的來了: 0:02:55.747,0:02:57.258 量子力學跟我們說, 0:02:57.258,0:03:03.754 兩隻貓同時活下來[br]或死去是不可能的。 0:03:03.754,0:03:06.819 也就是說只剩兩種可能, 0:03:06.819,0:03:12.252 只會是某隻貓活著,[br]然後另一隻死掉。 0:03:12.252,0:03:17.045 這種現象的專有名詞,[br]是兩隻貓的狀態「糾纏」。 0:03:17.045,0:03:21.022 但「量子糾纏」有一個[br]很神奇的部分: 0:03:21.022,0:03:25.011 如果你準備了互相糾纏的[br]兩隻貓在箱子裡, 0:03:25.011,0:03:28.957 把箱子丟到宇宙的兩端, 0:03:28.957,0:03:32.512 實驗的結果還是會一樣。 0:03:32.512,0:03:37.487 一定是其中一隻貓活著,[br]另一隻會死掉, 0:03:37.487,0:03:40.241 只是在我們看到結果前, 0:03:40.241,0:03:44.259 不知道是哪隻活、哪隻死。 0:03:44.259,0:03:46.036 這怎麼可能呢? 0:03:46.036,0:03:49.247 為什麼兩隻相隔如此遙遠的貓, 0:03:49.247,0:03:51.822 還會這樣糾纏呢? 0:03:51.822,0:03:54.325 它們的距離那麼遠[br]根本不能套招, 0:03:54.325,0:03:57.016 所以炸彈到底怎麼能 0:03:57.016,0:04:00.350 每次都約好一個爆、[br]一個不爆呢? 0:04:00.350,0:04:01.496 你可能會說, 0:04:01.496,0:04:03.806 「這只是理論上來說啦, 0:04:03.806,0:04:06.388 真實世界又不會照著演!」 0:04:06.388,0:04:08.923 但實際上「量子糾纏」 0:04:08.923,0:04:12.157 已經被實驗證明了。 0:04:12.157,0:04:15.794 兩個疊加狀態下的「次原子粒子」, 0:04:15.794,0:04:19.663 如果其中一顆朝特定方向轉,[br]另一顆就會朝反方向轉。 0:04:19.663,0:04:22.450 結果一定會這樣,[br]儘管兩顆粒子之間 0:04:22.450,0:04:25.986 不可能溝通或傳遞訊息, 0:04:25.986,0:04:30.007 代表它們的轉向[br]完全由「量子糾纏」來決定。 0:04:30.007,0:04:32.960 「量子糾纏」因此[br]毫不意外地變成 0:04:32.960,0:04:35.301 「量子資訊學」的核心, 0:04:35.301,0:04:39.246 研究如何將量子世界的特殊性, 0:04:39.246,0:04:41.549 應用到現實生活的新興領域。 0:04:41.549,0:04:46.372 比如說「量子密碼學」研究讓間諜[br]更隱密地互相傳送訊息, 0:04:46.372,0:04:49.019 或是用「量子計算」破解密碼。 0:04:49.019,0:04:53.543 我們的日常生活開始往[br]量子物理的領域發展。 0:04:53.543,0:04:56.992 「量子遙傳」再繼續發展下去, 0:04:56.992,0:05:00.323 也許有一天你的貓[br]可以去到更安全的星系, 0:05:00.323,0:05:03.169 一個沒有物理學家[br]和箱子的地方。