量子計算 病貓發飈
很贊《量子科學》的觀點,科學迷失在悖論中,同時又重生於悖論。
這是什麼意思?因為薛定諤那隻病貓的無法無天。它不僅拆掉了牛頓力學大廈的板磚牆瓦,及其支柱規律決定論。還把被哥白尼趕走了的人的意識也就是靈魂,改頭換面的請到了宇宙的中心。
這不能不使自然科學這位最客觀最不能容忍主觀意識存在的最嚴厲的法官,感到毛骨悚然。
薛定諤的貓,就像唐僧戴在孫悟空頭上的緊箍咒。你打不得罵不得,就算取下來用2000度的高溫化成了鐵水,也會像智慧金屬那樣,重新組合扣在你頭上。你就是睡入夢中,他也會做鬼做怪“貓咪,貓咪”,嘶啞幾聲,讓你驚出一身冷汗。醒來才發現,幸虧是個夢!
為此,玻爾和愛因斯坦打了30年的嘴炮,演繹了一場頂級科學家的世紀大戰。
波爾堅定地站在這隻揹負亂臣賊子罵名的病貓這邊,認為世界是由隨機偶然產生的。愛因斯坦則巴不得掐死這隻該死的貓,維護宇宙是有規律支配的王者至尊。
物理學界從此陷入一片迷茫。
雖然每次愛因斯坦都輸得灰頭土臉,他仍然厭惡這隻貓,一直到死餘恨未消。
在理論物理中,物理學家往往基於一些很基本的假設,來推匯出一個完整的物理定律來,然後再檢驗它是否跟實驗吻合。愛因斯坦及其相對論就是這樣火遍全球的。
薛定諤的波函式方程,神奇的推匯出了量子糾纏的幽靈感應現象。
如果不是在實驗中觀測到了光線偏轉,以及法國和美國兩位科學家在實驗中找到了量子糾纏的證據,那相對論和量子糾纏至今不過是一個巫術大忽悠。
我們假設一個“量子”從北京傳送到深圳。它並不經過北京和深圳中間的任何一個點就能直接到達深圳。換句話說,物體在北京突然消失,與此同時會在深圳同一時間出現。這就是潘建偉比喻的筋斗雲。
還有潘建偉在演講中提到,根據量子的疊加態原理,他此時在北京講課。另外兩個潘建偉可以同時出現在紐約和巴黎。他把這個比喻成中國古代神話中的分身法。除了神話,你無法在現實的宏觀世界找到一個這樣的例子。
量子論把人們在宏觀世界裡建立起來的“常識”和“直覺”衝得七零八落。
根據量子疊加態原理,1980年代,科學家提出了量子計算機的概念。
量子計算,忽然觸發了這隻病貓的神經,從薛定諤1935年把這它帶到這個世界以來,它已經足足睡了半個世紀,現在它醒了過來,而且開始發飆了。
傳統的電子計算機,是以0和1為基礎的二進位制運算模式。但是這隻貓,對此好像不屑一顧,而且有點張狂的發問::0為什麼一定是0呢?1為什麼生來就是1呢?如果你們不搞種姓歧視的話,0為什麼不可以它既是0,又是1的疊加態?1為什麼不可以既是1,又就是0的疊加態?就像我這樣,既是死貓也是活貓的疊加!
好囂張,簡直驚為天人之語!
這隻貓,躲在眾生後頭偷笑,很是得意: 過去, 我不過是你們眼裡的一個寵物,玩偶。今天你們所有的超級大腦,不,是自你們有人類尊稱的7000年以來,所有的大腦能量,都消失在我的貓悖論中。
雖然你們中的姣姣者比如李耳,釋迦牟尼,卡夫卡,曹雪芹,海明威等等,有玩過悖論。可是他們在我面前又算得了個啥?
這隻貓是死的,又是活的。並不是我有什麼法力和巫術。而是量子微觀世界,電子運動的軌跡波粒二象的隨機偶然性和不確定性所決定的,我這隻貓就長成這個樣。
海森堡說:“在位置被測定的一瞬,電子的位置測定得越準確,動量的測定就越不準確,反之亦然。”為了通俗的說明這個原理,薛定諤假設在這個關閉的系統外放上一隻貓,再用盒子蓋住這隻貓,並用一根飲料管插在貓嘴裡,飲料管的另一頭裝上一個施放毒氣的閥門,當電子經過閥門時便自動施放毒氣,貓就被毒死了!但電子也有可能不經過這道閥門,因此這隻貓就是活的!所以,在盒子開啟之前,我們不知道這隻貓是死的還是活的。只有當盒子開啟,我們才能確定它究竟是死的還是活的。這一刻,是我們的觀測起了決定作用,而不是存在決定貓的死活!所以,在盒子開啟之前,這隻貓可能是死的,也可能是活的。是活貓和死貓的疊加,既是活貓也是死貓!這就是風靡世界80年的”貓悖論“。
總之,薛定諤的貓,不觀測之前,我們不能確定這隻貓究竟是什麼狀態,因為量子效應是真正的隨機,是真正不可預測的。
是觀測決定一切,而不是自然存在決定一切。就是你觀察或思考到了才能確定物質的狀態
量子理論確實打破了以往人類的想象和認知。哲學上也不好解釋;意識或者說靈魂到底是什麼。有可能在量子理論中找到答案。
我雖然是隻病貓,但是我的出現,讓黑格爾閹了,笛卡爾邏輯推理瘸了,牛頓力學暈菜。
我得感謝薛定諤這個風流情種,宿情人無數。他把唯一一個秘密情人帶上阿爾卑斯山,迸發出無與倫比的科學激情,不僅寫下了波函式方程,還生下了我這隻非人類的貓。
就是這隻貓,它打破了微觀和宏觀的界限,把微觀的物理現象,引伸到了宏觀的大千世界。
邏輯推理真有那麼牛嗎?能算出我什麼時候生什麼時候死?能預測普京與傾國傾城前妻柳德米娜當年海誓山盟,後來又出軌抱得新歡體操美女歸?在普京身上,同樣是一隻貓,一個偉大的總統和私德小人的悖論。
普京和前妻柳德米娜
特朗普也是一隻貓。在國內,他眼光殺火,敢說敢幹,言必行,行必果,是自肯尼迪以來最強勢的總統。但是在國外,尤其是對中國,他又是一個毫無誠信、不講規則的無賴。人中強者和無賴的悖論。如何看中美貿易戰和特朗普的性格氣質,我會在後面留下一節,詳細進行分析。
李耳的大象無形,大音希聲悖論;;莊子的聖人不死,大盜不止悖論;釋迦牟尼的3000大世界那不是真相是無相悖論;卡夫卡的人類親情的悖論;曹雪芹的萬事皆空女兒卻鮮豔可愛,桃花源很美的悖論;霍金的祖母悖論;海明威的打不敗的老頭卻收穫了一堆魚骨頭的悖論,等等,這些人類最深刻的思考,給我們開拓了一個廣闊的思想天地。
這隻貓,何止在思想擂臺上幹倒了對手,讓經典物理學的超級能量消耗在貓悖論中,而且也讓現代應用科技獲得了重生。
現如今量子力學廣泛運用在現代生活。量子資訊學、量子密碼術、量子計算機、量子溫度計等。量子力學也是應用於計算材料和分子性質最精確的理論基礎。比如,掃描隧道顯微鏡就是根據量子力學的原理研製的。醫學上的核心共振成像技術,原子彈、氫彈的研製和爆炸原理,計算機電晶體,量子力學在現代生活中的應用無處不在。
薛定諤的貓發飈,如果僅僅表現在我們所見的生活中,那你就太小看他了。它所釋放出的能量和神通,就好比如來佛伸出的五指。量子通訊、量子計算機就像一對陰陽合璧的勾踐寶劍,鋒利無比。
潘建偉所說孫悟空的筋斗雲、分身法。就像我之前說的隱形傳輸。將來有一天,你從北京出差深圳,只要把你全身的量子資訊透過掃描器進入儀器,分發給深圳的相應裝置,你就會一秒鐘也不要瞬間出現在深圳。而且中途不需要載具,不經過任何站點,就像一顆幽靈同時出現在深圳。
根據量子的疊加態原理,潘建偉教授可以同時出現在北京大學、耶魯大學、開普墩大學,和黃、白、黑等三色人種同步授課。
在將來的哪一天?也許飛機、海輪、汽車,高鐵,成了博物館的寶貝。
雖然這些看起來有點像玄幻狗血劇。如果你以不屑一顧的態度來表示你的清高,也許你的腦洞已經退化到了春秋戰國時代。現今的微信,也正是古代的千里眼、順風耳的神話劇情,如今已經變成了現實!
潘建偉掌門的量子通訊衛星,受到了國內很多人的質疑詬病,就是這種腦洞退化的典型。
潘建偉在奧地利留學七年,師從量子實驗研究的世界級大師蔡林格。完全脫離了國內封閉式的填鴨教育,接受的是世界一流的量子理論和實驗。也只有他也唯有他,才是中國量子力學的最前沿最主流的傳人。中國量子通訊衛星的發射成功,不僅是潘建偉等中國團隊的結果,也是他的老師蔡林格等奧地利團隊共同參與努力的成果。
量子計算機之所以比電子計算機強大千倍萬倍億億倍,主要得力量子的疊加態、相干性。
中美歐爭相開發量子計算機
什麼叫相干性?就是電子向上轉,正電子就必然會往下轉。如果把無數個量子位元串聯,然後疊加,那就像一根巨大的樹枝長著一排排的樹葉,只要風一吹動,所有的樹葉就隨風飄動,彼此撞撞擦擦,婆娑起舞,就會出現無數個向上轉向下轉,瞬間變化出各種不同的排列組合,引發量子世界的核裂變,爆發出無比巨大的計算能力,而且所有的億億級疊加態的計算都是同步進行的!
一臺量子計算機的計算能力,比現今全球所有的電子計算機加起來的計算能力還要大一百萬倍。
這些,都要歸功薛定鍔的那隻貓,疊加態。
這隻貓不僅像愛因斯坦的質能方程,瞬間會釋放出巨大的物理能量,而且對人的科學創造、思維方法等產生的蝴蝶效應,也是超幾何級數的。