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费曼纪念日,霍金和蚁人下了一盘的“量子象棋”

王震宇 2016-01-30 16:04:06

如果你能看懂。

这是个百年难得一见的场面:一位世界级的理论物理学家,正与一位好莱坞当红明星进行着一场遵循量子力学规律的国际象棋比赛,而比赛的结果将决定人类 700 年后的命运。你一定想亲眼见证这个事件,不是吗?——当然,如果它是真的话。

可惜,这只存在于一部由史蒂芬·霍金、“蚁人”扮演者保罗·路德(Paul Rudd)和“Neo”扮演者基努·李维斯出演的短片里。这部短片在本周二由加州理工学院举办的费曼纪念晚会——“一个纠缠的夜晚上”播放(点击这里可以去看一下带字幕的版本)。

费曼曾担任加州理工学院的教授,在此期间他编著了通行至今的著名教材《费曼物理学讲义》。他为研究量子电动力学和粒子物理学做出了重大贡献,并在 1962 年获得了诺贝尔物理学奖。费曼也是一个非常有个性爱搞怪的人,他曾把自己的轶事整理成自传《别闹了,费曼先生》出版,而该书成了当时的畅销读物。

霍金和费曼(右),图片来自:QZ霍金和费曼(右),图片来自:QZ

短片的情节非常符合费曼的搞怪而智慧的风格,它的核心内容是由于量子物理的普及,700 年后人类成功创造了“最卓越的时代”。而生活于当下的“蚁人”则受 700 年后基努·李维斯之托,为证明人人都可以理解量子物理,而决心与霍金教授在“量子象棋”上一较高下。在短片里,量子物理的经典理论“薛定谔的猫”和”量子纠缠“成为了最终决定胜负的关键。

虽然短片可谓是脑洞大开,但是“量子象棋“倒是真的能当做棋来下。哥伦比亚大学的物理学候选博士 Max Abitbol 表示,“量子象棋”主要应用的是波函数的叠加和坍缩原理,这种棋把每个棋子当作一个微观粒子,把每个方格当作一种状态的叠加。

而应用量子力学的相关理论就可以通过移动本方粒子来改变方格的状态,从而攻击对方的棋子。只不过由于波函数的特性,每次的棋子移动都有多种概率不等的结果,这可能需要用到第三方判定。

如果你听不太懂这段描述,下面还有一段视频可以帮助你理解。也许当你看完这段视频,你就发出影片结尾时奥巴马的感叹:也许量子物理也没那么难啊!

 

题图来自:Tumblr

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