1
00:00:07,630 --> 00:00:10,628
竖直地向上扔一个球

2
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？

3
00:00:13,852 --> 00:00:15,176
当然，这很简单。

4
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。

5
00:00:18,730 --> 00:00:21,668
之后它将下落，又一次回到你的手上。

6
00:00:21,668 --> 00:00:23,246
当然，事情就是这样的。

7
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。

8
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

9
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

10
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

11
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

12
00:00:40,906 --> 00:00:45,045
我们能依据日常的物理经验去回答吗？

13
00:00:45,045 --> 00:00:46,872
肯定不行。为什么？

14
00:00:46,872 --> 00:00:51,474
因为，微观系统运行的物理定律

15
00:00:51,474 --> 00:00:55,224
与宏观物理的定律有很大不同

16
00:00:55,224 --> 00:00:57,690
那些你见到或是围绕在你身边的物理

17
00:00:57,690 --> 00:00:59,703
每天，你所见到和所深爱的

18
00:00:59,703 --> 00:01:03,702
被经典力学定律所掌控着。

19
00:01:03,702 --> 00:01:05,880
但是，原子规模的系统

20
00:01:05,880 --> 00:01:09,870
被量子力学定律所掌控。

21
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。

22
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，

23
00:01:17,932 --> 00:01:20,090
薛定谔的猫

24
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，

25
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。

26
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

27
00:01:32,756 --> 00:01:35,281
炸弹有没有爆炸

28
00:01:35,281 --> 00:01:40,531
因此，也无法知道猫是活着还是死了。

29
00:01:40,531 --> 00:01:43,834
在量子物理中，我们可以说在观测之前，

30
00:01:43,834 --> 00:01:46,606
那只猫处于叠加态。

31
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。

32
00:01:51,656 --> 00:01:54,678
每种可能都有50%的可能性。

33
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，

34
00:01:58,842 --> 00:02:01,611
就像一个电子绕氢原子核运行

35
00:02:01,611 --> 00:02:04,186
电子不是真正的绕轨道运行。

36
00:02:04,186 --> 00:02:07,144
就像是空间中的任何地方，都在一瞬间

37
00:02:07,144 --> 00:02:10,920
存在某处比其他地方有更大的可能性，

38
00:02:10,920 --> 00:02:13,000
并且只有在我们测量过它的位置之后，

39
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。

40
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

41
00:02:18,971 --> 00:02:20,831
直到打开盒子

42
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

43
00:02:23,576 --> 00:02:25,871
。

44
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

45
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

46
00:02:34,820 --> 00:02:38,780
这个实验的结果有四种可能

47
00:02:38,780 --> 00:02:41,869
两只猫都活着或是都死了

48
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

49
00:02:45,700 --> 00:02:48,348
这个两只猫的系统又存在于叠加态，

50
00:02:48,348 --> 00:02:53,416
每种结果都有25%的可能性，而不是50％。

51
00:02:53,644 --> 00:02:55,897
但是，这里有很有棒的事

52
00:02:55,897 --> 00:02:58,508
量子力学告诉我们有可能去清除

53
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。

54
00:03:03,984 --> 00:03:06,819
换言之，可以是两只猫的系统，

55
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。

56
00:03:12,502 --> 00:03:17,395
这个科学术语就是猫的纠缠态。

57
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。

58
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

59
00:03:25,011 --> 00:03:28,957
然后把盒子移到宇宙的另一端

60
00:03:28,957 --> 00:03:32,752
实验的结果将总是相同。

61
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。

62
00:03:37,617 --> 00:03:39,601
尽管在观测结果前，

63
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，

64
00:03:44,609 --> 00:03:46,196
这怎么可能？

65
00:03:46,196 --> 00:03:49,647
宇宙两端的猫的状态

66
00:03:49,647 --> 00:03:51,822
怎能这样被纠缠？

67
00:03:51,822 --> 00:03:54,325
它们相隔太远以至于不能即使沟通。

68
00:03:54,325 --> 00:03:57,526
那么，两个炸弹怎么能总是策划好

69
00:03:57,526 --> 00:04:00,350
一个爆炸而另一个无恙？

70
00:04:00,350 --> 00:04:01,496
你一定在想，

71
00:04:01,496 --> 00:04:03,806
这只是一些理论上的胡言乱语

72
00:04:03,806 --> 00:04:06,388
这种事情不可能在真正的世界上发生。

73
00:04:06,388 --> 00:04:08,923
但是，这证明了，量子纠缠

74
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。

75
00:04:12,157 --> 00:04:15,794
两个亚原子的颗粒在叠加态纠缠，

76
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

77
00:04:19,663 --> 00:04:22,450
事实就是这样，甚至，当没有办法

78
00:04:22,450 --> 00:04:25,986
将信息从一个颗粒传给另一个

79
00:04:25,986 --> 00:04:30,007
去暗示，怎么服从缠绕的法则旋转。

80
00:04:30,007 --> 00:04:32,510
不足为奇的是，

81
00:04:32,510 --> 00:04:35,301
纠缠是量子信息科学的核心，

82
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

83
00:04:39,486 --> 00:04:41,549
怎样应用奇怪的量子世界的定律

84
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，

85
00:04:46,372 --> 00:04:49,479
或者量子计算，去破解密码。

86
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。

87
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

88
00:04:56,992 --> 00:05:00,323
某天，你的猫可能逃脱去了另一个星系，

89
00:05:00,323 --> 00:05:03,169
那里既没有物理学家，也没有盒子。