什么是世界上最偉大的愛(ài)情?那就是“量子糾纏”!處于最好狀態(tài)的一對(duì)深深相愛(ài)的戀人,彼此心靈相應(yīng),心靈相通,心有靈犀一點(diǎn)通,盡管遠(yuǎn)在天邊,也時(shí)時(shí)互相思念,彼此深深地感覺(jué)到對(duì)方的存在?!@種說(shuō)法,也得到中國(guó)量子研究的首席科學(xué)家潘建偉的肯定。他在一節(jié)目里說(shuō),愛(ài)其實(shí)是一種量子現(xiàn)象。
在量子力學(xué)里,當(dāng)幾個(gè)粒子在彼此相互作用后,由于各個(gè)粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質(zhì),無(wú)法單獨(dú)描述各個(gè)粒子的性質(zhì),只能描述整體系統(tǒng)的性質(zhì),則稱這現(xiàn)象為量子纏結(jié)或量子糾纏(quantum entanglement)。量子糾纏是一種純粹發(fā)生于量子系統(tǒng)的現(xiàn)象;在經(jīng)典力學(xué)里,找不到類似的現(xiàn)象。
——其實(shí),這只是一種有趣的比喻的說(shuō)法而已。量子力學(xué)所研究的量子糾纏,與人類的心靈相通,中間有什么聯(lián)系 ?機(jī)制 ?——目前我還沒(méi)有看到有相應(yīng)的任何研究成果。不過(guò),人們的這種趨向,卻越來(lái)越在證明我以前發(fā)的一篇文章的觀點(diǎn),“量子糾纏”在中文里,應(yīng)該意會(huì)地、更加生動(dòng)地翻譯為“量子通心”。
記得第一次聽到這個(gè)概念,我感到十分興奮和好奇,但同時(shí),也對(duì)“量子糾纏”這一詞語(yǔ)的使用,有一種不太妥當(dāng)?shù)母惺?。我想,所謂量子糾纏,是指兩個(gè)粒子互相糾纏,即使相距遙遠(yuǎn)距離,一個(gè)粒子的行為將會(huì)影響另一個(gè)的狀態(tài) 。當(dāng)其中一顆被操作(例如量子測(cè)量)而狀態(tài)發(fā)生變化,另一顆也會(huì)即刻發(fā)生相應(yīng)的狀態(tài)變化 。這里說(shuō)的有關(guān)主要是相通、相關(guān)聯(lián),為什么要用“糾纏”這個(gè)概念呢?
英文“糾纏”(entanglement)這個(gè)單詞有著微妙的負(fù)面含義,它給人的感覺(jué)是失去控制和陷入困境。而德語(yǔ)中這個(gè)單詞更具結(jié)構(gòu)化也更中性——它的含義是折疊,以有序的方式交叉。一根打結(jié)、混亂纏到一起的繩子可稱為“糾纏”(entanglement),而仔細(xì)編織的掛毯則是“Verschrnkung”。實(shí)際上,這兩個(gè)單詞看起來(lái)都不是很理想。量子糾纏也許缺少“糾纏”(entanglement)這個(gè)單詞暗示的“無(wú)序”,但它比蒼白的“Verschrnkung”意味的更有力,也更能體現(xiàn)本質(zhì)。
當(dāng)我讀到著名英國(guó)科學(xué)作家布萊恩·克萊格的著作《量子糾纏》時(shí),心中忽然一亮。他寫道:埃爾溫·薛定諤(Erwin Schrdinger)在《劍橋哲學(xué)學(xué)會(huì)年報(bào)》的一篇文章中,將“糾纏”這個(gè)詞帶入到物理學(xué)領(lǐng)域中。
薛定諤
有趣的是,雖然德國(guó)人薛定諤當(dāng)時(shí)在英國(guó)工作,并且是用英語(yǔ)發(fā)表文章——這也許是他選擇用英語(yǔ)詞匯表達(dá)該現(xiàn)象的原因——而德文中對(duì)這種現(xiàn)象的表達(dá)“Verschrnkung”,與他選擇的英語(yǔ)單詞有著截然不同的意義。
布萊恩·克萊格在這里談到了這一概念提出時(shí)的情況?!傲孔蛹m纏”的概念最早是由科學(xué)家薛定諤提出的,他是德國(guó)人,但當(dāng)時(shí)卻在英國(guó)工作,是在用英文發(fā)表文章,所以他用的是英文單詞“entanglement”而不是德文“Verschrnkung”。
量子糾纏又是量子力學(xué)的一個(gè)神奇的表現(xiàn)。處于糾纏的兩個(gè)物體,它們之間的距離無(wú)論多么的遙遠(yuǎn),它們都是一個(gè)整體。哪怕一個(gè)留在地球上,一個(gè)遠(yuǎn)在太陽(yáng)系之外,當(dāng)其中一個(gè)遭遇什么事情,(例如量子測(cè)量),太陽(yáng)系之外的另一方也會(huì)馬上隨之感應(yīng)。
處于量子糾纏的兩個(gè)物體,就像電影里一對(duì)深深相愛(ài)的戀人,彼此心靈相通,他們遠(yuǎn)在天邊卻時(shí)時(shí)思念并無(wú)形地連著彼此。這種神秘的關(guān)聯(lián)使得量子糾纏成為寶貴的資源。利用它可以完成很多意想不到的事情,比如量子信息中的量子隱形傳態(tài),在量子隱形傳態(tài)中,借助量子糾纏可以把量子態(tài)從一個(gè)地方傳到另一個(gè)地方,即使發(fā)送的人對(duì)自己要傳的東西一無(wú)所知。