薛定谔首次使用“纠缠”一词，量子物理学的发展真的太艰难了！

【手机软件：博科园】1935年奥地利量子理论家欧文·薛定谔首次使用“纠缠”一词，描述两个遥远粒子的行动相互捆绑在一起令人费解的现象。纠缠是一种能让薛定谔夜不能寐的东西，就像他的朋友阿尔伯特·爱因斯坦一样，他认为这让人们对量子力学能否成为对世界的可行描述产生了怀疑，这怎么可能是真的呢？然而，不断积累的证据表明量子纠缠是存在的。

两年前，麻省理工学院教授（下图）大卫·凯泽(David Kaiser)和一个国际团队利用激光、单光子探测器、原子钟和收集80亿年前遥远类星体释放光的巨型望远镜，进一步完善了量子纠缠测试。因此，研究人员有效地排除了一个潜在的反对意见，即纠缠的出现：可能源于选择要进行测量和被测试粒子行为之间的某种关联。是的，量子纠缠违背了我们的直觉，但凯泽指出，至少科学家可以继续了解它。

这让薛定谔夜不能寐，但20世纪30年代的理论家只有纸和笔，没有现今的计算能力和令人信服的类比”来指导他们，而且几乎没有物理证据。相比之下，今天，科学家们有了研究这些问题的先进工具，直到近些年，这些方法在实验或经验上都是不可能实现的。现在，麻省理工学院物理学教授、麻省理工学院科学、技术和社会项目的格梅斯豪森科学史教授凯泽，写了一部关于这一主题的新历史——量子遗产：调度一个不确定的世界。

物理学的繁荣

在关键物理学家的小插曲、关于该领域增长的原创性研究和他自己在宇宙学方面研究工作的叙述之间，凯泽强调了该领域随着时间的推移发生的巨大变化。这个学科命运真的发生了相当戏剧性的转变，他凯泽的目标是向读者呈现：一个非常动荡世纪里不同类型的故事，不同的主线。事实上，许多量子物理学的历史在形式上都是伸缩的，聚焦于该领域最著名的明星：

基础量子理论家尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)、保罗·狄拉克(Paul Dirac)、维尔纳·海森伯格(Werner Heisenberg)和薛定谔(Schrdinger)，爱因斯坦通常被描述为著名的量子怀疑论者。在物理学界因世界大战而陷入混乱之前，这些科学家发展了量子力学，并确定了它最令人费解的特征：包括量子纠缠和测不准原理(测量粒子位置和动量等东西时在精度上的权衡)。

即使现在我们仍然很难解释这些概念，但其他很多东西都已经改变了。从20世纪40年代开始，物理学见证了四分之一个世纪的前所未有的增长，特别是在第二次世界大战后，学生大量涌入美国的大学。凯泽在谈到这一成长阶段时说：我们在战后的四分之一个世纪里，培养的物理学人才比以前自创世以来累计培养的还要要多。与此同时，大质量粒子对撞机改变了物理学的方法，产生了关于亚原子结构的新知识。

物理学的崩溃

研究团队在实验上合作，严格致力于研磨出物理上的进展。成为物理学家的人比以往任何时候都多，但思考量子物理提出“哲学”问题的人，似乎比以往任何时候都少，这一问题变得不时髦了。这不仅仅是一次摆动，物理学甚至在一个真正的问题上，看到了这些相当戏剧性的变化。凯泽通过仔细阅读物理教科书，仔细记录了这一转变，展示了务实研究的风气是如何成为主导。

教科书作者总是做出一系列的价值判断：什么是合适的主题，什么是合适的方法？我们应该问什么问题？什么是‘纯粹的’哲学？然后物理泡沫破裂了：由于经济放缓和联邦资金减少，该领域的资金、注册人数和就业岗位在20世纪70年代初都急剧下降。这些数字几乎在整个学院的每个研究领域都出现了崩溃，没有一个领域比物理学下降得更快。

《量子遗产》

也许令人惊讶的是，20世纪70年代就业市场危机帮助人们重新燃起了对20世纪30年代量子奇观的兴趣。正如凯泽在2011年出版的《嬉皮士如何拯救物理》(How The How The Hippies Saved Physical)一书中详细描述的那样（这本书源于这个图书项目）在理解纠缠方面取得了一些关键进展，这些进展来自当时处于边缘地位的物理学家，他们缺乏快速通道的研究机会，相对自由地探索被忽视的问题。

凯泽在“量子遗产”中指出：这种非传统的思维很快也开始影响教学。弗里乔夫·卡普拉(Fritjof Capra)时期的畅销书《物理之道》(The Dao Of Physical)将东方宗教和量子奥秘联系在一起，今天被认为是新时代的必需品，但它在20世纪70年代出现在学术教学大纲上，这要归功于物理学教授们急于吸引学生回到教室。自20世纪70年代以来，量子物理经历了多个迷你时代的飞逝。

国防开支刺激了20世纪80年代物理学的复苏，但当美国国会在1993年否决超导超级对撞机项目时，该学科一些分支的物理学家无法产生许多新实验结果，直到大型强子对撞机于2008年上线。因此，近几代学者都经历过物理学是一门动荡的学科，物理学的命运与遥远的政治息息相关。有时人们会被发现不同步，他们在繁荣时期进入物理学领域，尽管不是他们自己的错，但在他们获得学位之前，机会就消失了。

大型对撞机带来了希望

在过去的半个世纪里，我们看到这种情况在发生了两次。因此，虽然像薛定谔这样的物理大佬，可以用铅笔和纸取得进展，但就当代这门学科的进展而言，物理学的物质条件非常重要。这些想法非常重要，但这些想法植根于一个不断变化的世界，《量子遗产》赢得了学者们的好评；加州理工学院的诺贝尔奖获得者物理学家基普·索恩(Kip Thorne)称赞这本书“关于过去一个世纪物理学和宇宙学重大发展的一系列非凡小插曲”，将科学与人类历史完美地结合在一起。

获奖小说家内尔·弗洛伊登伯格指出：凯泽有能力揭示超凡脱俗的思想，与其形成的社会和政治世界之间的联系，这有助于“一本简单迷人的宇宙奥秘指南”。就凯泽而言，他希望读者能思考科学家的“双重性”，他们希望找到永恒的答案，尽管受到他们那个时代的工具和假设束缚。虽然《量子遗产》探索了一些个别物理学家的生活，如狄拉克，凯泽也希望读者能理解量子物理是一个多么彻底的合作事业。

科学界有写单个天才的传统，但量子力学从第一天起就需要一个整体演员阵容，当研究机构、世代和群体时，凯泽发现这比在山顶上思考这些无法企及的天才更有价值，这总是一个寓言，但对于这一系列的发展来说，这是一个特别不合适的寓言。超过15000名物理学家在50年的时间里，发表了与希格斯玻色子有关的论文，探索亚原子粒子是如何获得质量的，但只有在大型强子对撞机开始运行后，科学家才找到了证据。

博科园｜研究/来自：麻省理工学院/Peter Dizikes

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