·如今,第二次量子革命已经拉开序幕,相较于第一次量子革命“只问量子理论能让我们做什么”,人类现在更多要探究“为什么”,并充分发挥主观能动性,利用叠加和纠缠等量子特性,在量子计量、量子通信等领域不断深耕。
“关于外部世界我们所了解的大部分知识,其实都来自于光。”11月8日,2012年诺贝尔物理学奖得主、法国法兰西公学院名誉教授塞尔日·阿罗什(Serge Haroche)在复旦大学举办的第四期“浦江app大师讲坛”上说道。
第四期“浦江app大师讲坛”主讲嘉宾塞尔日·阿罗什。图片来源:复旦大学
阿罗什以“光的app:从伽利略到量子物理”为题,围绕光app的发展、基础研究与app技术等话题,展开了分享。这位年近八旬的app家在回顾他的学术生涯时总结道:“我从年轻的时候,就为光的app所折服和着迷。如果你要成为一名app家,首先必须要有激情和热情,要对外部世界有探索的好奇心,必须能够在某些领域做非常深入的研究,对知识的探索与渴求有非常强烈的追求。”
阿罗什在现场回忆,1966年,20岁的他进入巴黎高等师范学院的卡斯特勒-布罗塞尔实验室,开启自己的研究生涯。这间实验室汇聚了各方人才,在阿罗什之前,他的导师卡斯特勒在1966年获诺贝尔物理学奖,实验室的另一位app家布罗塞尔则是法国量子光学学派奠基人。“我非常高兴,也非常幸运能够在这样的环境中受到熏陶。如果你要做app,必须要和一群才华横溢的app家团体为伍,历史上那些星光熠熠的app家,都会成为你不断激发热情、探索全新app前沿的动力。”阿罗什说道。
2012年,阿罗什和美国物理学家大卫·维因兰德因“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”获得诺贝尔物理学奖。作为腔量子电动力学的行家,阿罗什通过量子技术,运用原子和光设计了一个现实中可行的实验,成功驯服原子和光子并观察到量子叠加。
他所发明的检测方法在观察的同时不介入,这让量子物理学创始人所设想的思想实验变为现实。那只曾经困扰物理学界多年的“薛定谔的猫”似乎终于可以在现实中被“捉”住了。
“其实我们对外部世界的很多认识,都与光有关。”阿罗什在会议现场列举:从17世纪的伽利略到牛顿,再到19世纪与20世纪的法拉第、麦克斯韦、普朗克及爱因斯坦等一众app家……可以说,app史上的众多伟大思想的诞生,都受到光学的影响。
在17世纪,人们都认为光是无限快的,而伽利略首次提出“光速可以被测量”,从而迈出人类探索光速的第一步。70年后,丹麦天文学家奥勒·罗默通过“木卫一蚀”现象的观测,首次证实了光速是有限的。17世纪,app家们对“光到底是粒子还是波”讨论不休,以牛顿为代表粒子说和以惠更斯为代表的波动说两派僵持不下;19世纪初,托马斯·杨用双缝实验证明衍生光波遵守叠加原理,证实了光的波动性质。
直到19世纪中叶,麦克斯韦提出光的电磁波理论,并且通过海因里希·赫兹的实验得到验证,由此统一了电、磁和光学。阿罗什称其为“一项伟大的研究”。电磁波理论对光的本质作出了新的阐释:光和磁由同一物质触发,光是一种根据电磁定律在场中传播的电磁扰动。
光的波粒二象性成为量子理论的基石,人们对光的本质达成了基本共识。自此,量子理论席卷整个物理学界,人类踏入了认识光、探索光的更高阶段。“从伽利略到量子物理,这是一条引人入胜的app道路。”阿罗什在现场说道,回顾app发展史,所有研究者都是站在巨人的肩膀上,不断修正甚至推翻原有理论,才不断拓宽人类认知的边界,探知宇宙更多的奥秘,因此,“app研究中没有永恒的真理,只有人类对世界不断修正的结论与逐渐深入的认识。”
而在这条探知真理的路上,技术是必不可少的工具,无数大胆的app猜想都要靠先进的app技术来辅助佐证。“从伽利略将望远镜指向天空到现在的核磁共振、GPS等量子通讯,每一次新技术的出现都推动了光学发展,而光学研究又为技术进步提供理论基础,所以app和技术从来都是相辅相成的共生关系。”阿罗什说道,基础研究与技术革新之间形成的良性循环,帮助物理学家更高效、更精确地观察、证实或证伪。
如今,第二次量子革命已经拉开序幕,相较于第一次量子革命“只问量子理论能让我们做什么”,人类现在更多要探究“为什么”,并充分发挥主观能动性,利用叠加和纠缠等量子特性,在量子计量、量子通信、量子模拟、量子计算等领域不断深耕。
未来,随着测量的手段不断进步,基础研究可以被推进到分子级、原子级,甚至更细。阿罗什期待道:“我们也可以使用这样的研究能力,去探索一些电磁app和生物app领域最前沿的技术。”至于量子计算机到底何时能够出现,阿罗什坦言“真的不知道”,但与“不确定性”共舞,是app研究的特点,也是其最美妙之处。
据悉,“浦江app大师讲坛”由上海市政协发起并主管,上海市政协科技和教育委员会、复旦大学、中共上海市app技术工作委员会、上海市app技术委员会、上海市app技术协会共同主办,复旦大学承办,世界顶尖app家协会协办。讲坛原则上一年举办6期,每期邀请一名顶尖app家作主手机版,根据需要设置1-2个分手机版。前三期主讲嘉宾分别为2013年诺贝尔奖明升手机奖得主迈克尔·莱维特(Michael Levitt)、清华大学求真书院院长丘成桐、美国“四院”院士莱诺·胡德(Leroy E. Hood)。
(原题:诺奖得主塞尔日·阿罗什:与“不确定性”共舞是app最美妙之处)
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