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威斯东wisdom
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创艺麦香包

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相距遥远的两个量子所呈现出得关联性。科学家早就发现,处于特定系统中的两个或多个量子,即使相距遥远也总是呈现出相同的状态,当其中一个量子状态改变时,其他量子也会随之改变。量子瞬间传输技术就是基于此的传输技术。

一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,我们就说这个物理量是量子化的,把这个最小单位称为量子。光子就是光量子,一束光至少包含一个光子,再少就不存在了。实验发现,原子中电子的能量不是连续变化的,而是只能取一些分立的值,也就是说,原子中的电子能量是量子化的。量子化是微观世界的普遍现象。20世纪上半叶(主要是从1900年到1930年),普朗克、爱因斯坦、德布罗意、玻尔、海森堡、薛定谔、狄拉克、玻恩、泡利等伟大的物理学家们创立了量子力学,这是我们目前对微观世界最准确的描述。相对论几乎是爱因斯坦独力创造出来的,量子力学却是群星璀璨的产物。爱因斯坦在其中也发挥了非常重要的作用(提出光量子,这是他得诺贝尔物理学奖的原因,居然不是相对论!),但并不是最重要的,最重要的两个贡献者是普朗克和海森堡。不过上面无论哪一位,都比在世的物理学家伟大多了(杨振宁可能跟泡利相差不是很远?),这是时代的垂青,个人无法改变的。

量子力学描述世界的语言跟经典力学有根本区别。经典力学描述一个粒子的状态,说的是它在什么位置,具有什么动量。不言而喻的是,在任何一个时刻这个粒子总是位于某个位置,具有某个动量,即使你不知道是多少。量子力学描述一个粒子的状态,却是给出一个态函数或者称为态矢量,这个态矢量不是位于日常所见的三维空间,而是位于一个数学抽象的线性空间。在这里我们不需要深究这是个什么空间,关键在于两个态矢量之间可以进行“内积”的运算。内积是什么?在三维空间中,两个长度为1的单位矢量a和b做内积(a, b),得到的是它们夹角的余弦,即两个矢量方向相同时得到1,方向相反时得到-1,互相垂直时得到0,所以内积也可以理解为一个矢量在另一个矢量上的投影。对两个态矢量也可以求这样的内积,结果是个复数(即有实部虚部,不一定是实数),而这个复数的绝对值小于等于1。

现在不可思议的新概念来了:对于任何一个物理量P(例如位置、动量),态矢量都可以分为两类,一类具有确定的P,称为P的本征态,P的取值称为这个本征态的本征值;另一类不具有确定的P,称为P的非本征态。非本征态比本征态多得多,如同无理数比有理数多得多。也就是说,绝大多数情况下,一个粒子是没有确定的位置的!等等,什么叫做“没有确定的位置”?是因为粒子跑得太快了,我们看不清吗?量子力学说的不是这种常规(而错误)的理解,而是说:非本征态是一个客观真实的状态,跟本征态同样客观真实,它没有确定的位置是因为它本质上就是如此,而不是因为我们的信息不全。来打个比方,有些状态可以用指向上下左右的箭头来表示,于是你定义“方向”为一个物理量,但是还有些状态是一个圆!圆状态跟箭头状态同样真实,只是没有确定的方向而已。

但是读者还会困惑,因为我们总是可以用仪器去测量粒子的位置,测量的结果总是粒子出现在某个地方,而不是同时出现在两个地方,或者哪里都测量不到。好,下面就是量子力学的关键思想:对P的本征态测量P,粒子的状态不变,测得的是这个本征态的本征值。而对P的非本征态s测量P,会使粒子的状态从s变成某个P的本征态f,概率是s与f的内积的绝对值的平方|(s, f)|^2,发生这个变化后测得的就是f的本征值。用上面的例子来说,对箭头状态测方向,状态不变,得到的就是箭头的方向;对圆状态测方向,圆状态会以相同的几率变成任何一个箭头状态,得到的是这个新的箭头状态的方向。对位置的非本征态测量位置,就会测得粒子出现在某个随机的位置,而出现在空间所有位置的几率之和等于1。怎么知道测量结果是随机的呢?制备多个具有相同状态的粒子,把实验重复多次,就会发现实验结果每次都不一样。没错,量子力学具有本质的随机性,同样的原因可以导致不同的结果,这是跟经典力学的又一大区别。你也许会觉得上面这些说法简直莫名其妙,但是现在绝大多数科学家都对它们奉若圭臬。为什么呢?因为这套奇怪的理论跟实验符合得很好,而经典力学却不能。当然,这是哲学性的原因,而操作性的原因很简单:现在的科学家受的都是量子力学的教育。普朗克有一句非常有趣的话:“新的科学真理并不是由于说服它的对手取得胜利的,而是由于它的对手死光了,新的一代熟悉它的人成长起来了。”

事实上,现在仍然有不少人对量子力学提出各种各样的挑战,包括不少专业科学家,民科就更多了(当然挑战相对论的民科更多)。历史上,挑战量子力学的势力更加强大,其中的带头大哥就是--爱因斯坦!老爱坚信粒子应该具有确定的位置和动量,世界的演化应该是决定性的,对前面说的量子力学的不确定性和随机性十分不满。用他自己的话来说,他相信“没有人看月亮的时候,月亮仍然存在”,以及“上帝不掷骰子”。

如果是一般人,表达完信念也就没事了。但爱因斯坦是超级伟大的科学家,神一样的人物,他不会满足于只做口舌之争,而是要设计一个判决性的实验,以可验证的方式证明量子力学的错误。于是乎,1935年,爱因斯坦(Einstein)、波多尔斯基(Podolsky)和罗森(Rosen)提出了一个思想实验,后人用他们的首字母称为EPR实验。你可以制备两个粒子A和B的“圆”态,使得在这个状态中两个粒子的某个性质(如电子的自旋角动量、光子的偏振)相加等于零,而单个粒子的这个性质不确定。这样一对粒子称为EPR对。然后你把这两个粒子在空间上分开很远,任意的远,然后测量粒子A的这个性质。好比你测得A是“上”,那么你就立刻知道了B现在是“下”。问题是,既然A和B已经离得非常远了,B是怎么知道A发生了变化,然后发生相应的变化的?EPR认为A和B之间出现了“鬼魅般的超距作用”,信息传递的速度超过光速,违反相对论。所以,量子力学肯定有错误。

这个问题非常深邃,直到现在都不断给人以启发。不过量子力学的正统卫道士有一个标准回答:处于“圆”态的A和B是一个整体,当你对A进行测量的时候,A和B是同时发生变化的,并不是A变了之后传一个信息给B,B再变化,所以这里没有信息的传递,不违反相对论。这个回答怎么样?无论你信不信,反正我信了。不过爱因斯坦一直都不信,以这个他参与创建的理论的反对者的身份走完了一生。

在爱因斯坦的时代,EPR实验只能在头脑中进行。随着科技的进步,这个实验可以实现了。1980年代,阿斯佩克特等人做了EPR实验,结果你猜怎么着?完全跟量子力学的预言符合!真的是你测得一个EPR对中的A是“上”的时候,B就变成了“下”。本来是设计出来否定量子力学的,反而验证了量子力学的正确性。这种事在科学史上屡见不鲜。17世纪的时候,牛顿主张光是粒子,惠更斯主张光是波动。牛顿按照惠更斯的理论计算出一个现象:把一束光射向一个不透明的小圆片,在圆片的背后中心位置会出现一个亮点,而不是暗点。牛顿认为这是不可能的,宣布驳倒了惠更斯。可是别人一做这个实验,发现真的就是如此,结果成了牛顿亲手证明惠更斯的正确。

EPR现象既然是一个真实的效应,而不是爱因斯坦等人以为的悖论,人们就想到利用它。量子隐形传态(quantum teleportation)就是一个重要的应用。英文单词teleportation就是科幻艺术中biu的一声把人传过去的瞬间传输,tele是远,port是传,所以小编们报道这种新闻总是配传人的图片,《星际迷航》中的Spock发来贺电!可是,在量子信息研究中实际做的是把一个粒子A的量子态传输给远处的另一个粒子B,让B复制A的状态,注意传的是状态而不是粒子。当然你可以说传人也是把人的所有原子的状态传到远处的另外一堆原子上,组合成一个同样的人。OK我没意见,只不过为了避免混淆,中国的科学家们还是小心谨慎地把teleportation翻译成了隐形传态。

量子隐形传态是怎么操作的呢?基本思路是这样:让第三个粒子C跟B组成EPR对,而C跟A离得很近,跟B离得很远。让A按照某个密码跟C发生相互作用,改变C的状态,于是B的状态也发生了相应的变化。再通过经典的通讯手段(比如电话、光缆)把密码告诉B那边的人,对B按照密码进行反向操作,就得到了A的状态。这里的基本元素包括作为中介的C、密码和传输密码的经典信道。

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海鸟2010

光速最快了。

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cindy5056315

我认为瞬间移动与光速快不快没直接关系。瞬间只是很短的时间,但不是没时间,只是移动较快而已。光速是最快的速度吗?我不清楚.光,是能量还是物质?光为什么会有波粒二相性?未知永远比已知的多。

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为君俏颜

瞬间移动不属于科学范畴,这是一种假想的概念.由于相对论中对于局域物体不可超过真空中光速c的推论限制,光速成为许多场合下速率的上限值,但也有不少科学家认为有超光速的存在.

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且行且珍惜02

在孟德尔之前,已先后有科尔罗伊德(J.G.Koelreuter,1733—1806)、奈特(T.A.Knight,1759-1838)、萨格莱特(A.Sageret,1763-1851)、盖特纳(C.F.V.Gartnor,1722-1850)和诺丁(C.Naudin,1815-1899)等科学家,至少持续了100年的植物杂交工作,但是都没有取得大的进展。 1856年,为了探究控制杂种形成和发育的规律,孟德尔在奥地利布隆(Brunn)(现属捷克)的奥古斯丁(Augustin)修道院中,进行了长达8年的豌豆杂交实验。他在实验中对于要解决什么问题、选择什么实验材料、怎样分析实验结果等,都有一个十分清楚的构想。他创造了一整套全新的遗传学研究方法,这主要包括:单因子分析法、数学统计法和测交实验法等。严谨正确的科学方法,使孟德尔的实验结果真实地反映出了生物遗传的实质。 1865年,在奥地利布隆自然科学协会每月例会上,孟德尔分两次(2月8日和3月8日)报告和解释了他的豌豆杂交实验目的、方法和过程。在这个报告中,孟德尔着重根据经统计到的实验数据进行了深入的理论论证;详细地陈述了他独特的遗传学分析方法;提出了关于遗传因子分离和组合的新观念。 1866年,孟德尔对他的豌豆杂交实验结果,经过再次核查各年的实验记录而未发现有什么错误后,以题为“植物杂交试验”之论文,发表在布隆自然科学协会会刊第4卷上。在这篇约3万字的论文中,孟德尔如实地记述了他的重大发现;总结出了被后人称为“分离律”和“自由组合律”的遗传定律。 孟德尔的论文,当时曾分送至德国植物学会、英国皇家学会、法国科学院、奥地利维也纳大学和美国哥伦比亚大学等国内外130多个科研机构和大学的图书馆。但是各方面都没有作出任何的反应,整个科学界对此保持沉默,谁也没有认识到,在孟德尔的论文中,蕴藏着一个划时代的发现。 这样,被后人视为是科学实验和资料丰富透彻的重要典范的孟德尔论文,由于“时机不成熟”,超越了当时的认识水平,便在布满灰尘的各国图书馆的书架上,默默无闻地沉睡了30多年。 3 种质学说的提出及其影响 就在孟德尔定律被埋没之时,细胞学的研究由于显微制片技术的改进而有了重大发展。细胞学家和胚胎学家关于“细胞分裂”、“染色体行为”和“受精过程”等方面的研究,正从另一角度探讨着生物遗传的原理。与此同时,英国生物学家达尔文(C,Darwin,1809—1882)在他的进化论巨著《物种起源》一书中提出的“支配生物遗传的定律大部分还不明了”的问题,也促使人们把研究生物遗传的兴趣推向高峰。许多学者设想出各种理论,试图解释生物遗传和变异的现象。遗传理论的探讨,伴随着不成熟的思辩,极其缓慢地前进着。 德国生物学家魏斯曼(A.Weismann,1834—1914)立足当时生物学的研究成果,主要根据比利时胚胎学家贝内登(E.von.Beneden,1846—1910)、德国实验胚胎学家鲍维里(T.Boveri,1862—1915)等人对马蛔虫的研究,从思辩推理出发,于1892年发表了代表作“种质:一种遗传理论”。在这个遗传理论中,魏斯曼把生物体明确分为体质和种质,认为“遗传是由具有一定化学性,首先是具有分子结构的物质在世代之间的传递来实现的,这种物质就是‘种质’。它具有稳定性和连续性。”魏斯曼还认为,“有性生殖能够增加遗传的变异性。”“遗传的变异是由种质的变异产生的,因而成为生物进化的原因。”“当环境的影响只改变了体质,而并没有引起种质发生相应的变异时,这种体质变异,即后天获得性状是不能遗传的。”它和达尔文提出的“暂定的泛生说”、荷兰植物学家德弗里斯(H.DeVries,1848—1935)提出的“细胞内的泛生论”等,成为众所周知的、被广泛讨论的遗传理论。激烈的论战,以及当时生产实践上急待解决的动植物育种中的遗传问题,促使以德弗里斯、德国植物学家科伦斯(C. Corrcns,1864—1933)、奥地利植物学家丘歇马克(E. von.S.Tschermak,1972—1962)等纷纷去进行孟德尔早在30多年以前就已做过的杂交实验,从而为1900年孟德尔定律的重新发现拉开了序幕。 3 孟德尔定律的重新发现 1899年7月11日—12日以“植物杂交工作国际会议”的名义,在英国伦敦召开的第1届国际遗传学大会上,英国遗传学家贝特森(W.Bateson,1861—1926)宣读了“作为科学研究方法的杂交和杂交育种”的论文中,提醒人们注重研究生物单个性状的遗传原理,指出:“如果要使实验结果具有科学价值,就一定要对杂交后产生的子代,从统计学上加以检验。”早在1897年,贝特森便就生物如何进化的问题,开始对家鸡的冠形和羽色等性状进行杂交实验。在实验中,他不仅发现了与孟德尔类似的分离比率,还了解了对杂种后代进行统计学分析的重要性。可见,不论是研究方法,还是实验结果,贝特森都很接近30多年前的孟德尔。这也说明了孟德尔遗传理论此时被学术界接受的时机已经成熟。在这次大会召开后的第二年,德弗里斯的“杂种的分离律”、科伦斯的“关于品种间杂种后代行为的孟德尔定律”以及丘歇马克的“豌豆的人工杂交”等三篇论文,相继在《柏林德国植物学会》杂志第18卷上发表(三篇论文收到的时间分别为1900年的3月14日、4月24日和6月2日)。这样,三位不同国度的科学家通过各自独立进行的植物杂交实验,并在研究论文发表的前夕查阅有关文献,而几乎同时重新发现了孟德尔早在1866年发表的论文——“植物杂交试验”。科学史上把这一重大事件称为孟德尔定律的重新发现。 4 遗传学的真正崛起 在孟德尔定律被重新发现后的最初时间里,科学界并没有引起多大的震动。孟德尔论文受到科学界重视,遗传学的真正崛起,主要归功于贝特森的积极倡导和不懈努力。 1900年5月初,贝特森从德弗里斯寄给他的论文中了解到孟德尔的工作和发现。作为一个长期致力于生物进化、变异和遗传研究的科学家,贝特森比前三位再发现者,更加深刻地认识到孟德尔工作的重要意义。他立即修改了已拟定的讲演稿,在5月8日的英国皇家园艺学会大会开幕时,作了题为“作为园艺学研究课题中的遗传问题”的演讲,结合孟德尔论文,报告了证实孟德尔定律的有关实验,包括他自己的家鸡杂交实验结果。演讲中提到:“孟德尔对杂交实验结果的解释是精确而又完备的。他从实验中推导出来的定律,对于我们今后探讨生物进化问题,显然有着极其重要的意义。”由于贝特森的演讲,出席这次会议的学者们才第一次知道了孟德尔的豌豆杂文实验及其所揭示的遗传定律。 1901年,贝特森率先把孟德尔的论文“植物杂交实验”由德文译成英文,并加以评注发表在英国皇家园艺学会杂志。正是这篇译文,使孟德尔的重大发现首先引起了英语国家的注意,进而在世界各地产生了巨大的反响。 在此同时,为了使人们易于理解和接受孟德尔的遗传理论,贝特森和他的学生庞尼特(R.C. Punnett)将孟德尔原始论文所使用的文字和数学公式加以图式化,并给予了固定符号,如杂种第一代用“”表示、杂种第二代用“”表示、将遗传图用简明的棋盘式图解(即人们后来称为的庞尼特方格)表示。 1906年7月30日~8月3日在英国伦敦召开的第3届国际遗传学大会,仍然以“杂交和植物育种”的名义。贝特森在大会宣读“遗传学研究进展”论文,第一次公开建议人们把研究遗传和变异的生理学统称为“Genetics”(遗传学)。他在论文中提到:“采用‘遗传学’这个词,能完全表述我们所从事阐明生物遗传和变异现象的工作,其中包括进化论者和分类学者的理论问题、应用于动植物育种学家的实际问题。贝特森的建议,被出席大会的学者们顺利接受。 5 染色体遗传理论的建立 在20世纪最初几年间,当植物学家和杂文工作者以极大的兴趣通过大量的动植物的杂交实验,继续去证明孟德尔学说具有普遍意义的同时,一些具有深厚细胞学基础的学者已敏锐地觉察到,在显微镜下可看到的染色体与孟德尔的”遗传因子”之间有着某种必然的联系。 1902年,鲍维里在用胚胎学和细胞学的实验方法对马蛔虫和海胆的染色体进行研究后,得出了“染色体的行为与孟德尔遗传因子具有平行关系”的结论。1903年,美国遗传学家萨顿(W.S.Sutton,1877—1916)通过对笨蝗精子形成过程中染色体变化的研究,意识到孟德尔遗传因子的分离和重组,与染色体在减数分裂中的分离和重组是如影随形,完全一致的。由此,他得出了“同源染色体在减数分裂时,以配对形式联合,再彼此分离,将构成孟德尔定律的物质基础”的著名推论。萨顿-鲍维里提出的染色体遗传理论,为解释孟德尔定律寻找到细胞学的基础。 1902年,美国细胞学家威尔森(E.B.Wilson,1856—1939)在他的经典著作《发生与遗传中的细胞》(第2版)中,也把细胞学家对染色体的认识与孟德尔定律进行了漂亮的综合,把生物的发生与遗传统一在细胞水平上,推进了人们对染色体和遗传之关系的认识。 1909年,美国遗传学家摩尔根(T.H.Morgan,1866-1945)从他自己培养的野生型红眼果蝇群体里,意外地发现了一只白眼雄果蝇。通过对果蝇眼色的遗传学分析,摩尔根第一次把一个具体的基因(白眼基因)定位于一个特定的染色体(X染色体)上,从而为遗传的染色体理论捉供了重要实验证据,开辟了一条遗传学和细胞学紧密结合的研究道路。 这以后,摩尔根和他的学生继续以果蝇为研究材料,进行了一系列的确定基因与染色体关系的精彩实验,相继发现了基因的连锁和互换规律、性别决定和伴性遗传的机理,为遗传学的染色体理论的最终建立打下了牢固的基础。1926年,摩尔根出版了集染色体遗传学之大成的名著《基因论》(《The Theory of theGene》),系统阐述了遗传学在细胞水平上的基因理论,丰富和发展了孟德尔遗传学说,使遗传学获得了前所未有的大发展 孟德尔(1822-1884)与达尔文(1809-1882)都是十九世纪的科学巨人,这是常识。我们生活在「后-基因组时代」的人,甚至可能觉得孟德尔才是巨人中的巨人。例如起草高中生物学课程大纲的大学教授,就认为达尔文演化论是可有可无的题材,只适合让高三学生选修,意思就是网开一面,免修啦。有人敢主张遗传学也放在高三选修吗? 不过,我们对孟德尔这个人知道得的确很少。要是拿他与达尔文比较,更能凸显这个事实。达尔文出身名门,连雪莱夫人的《科学怪人》(1818)都要抬出他祖父的名号,说服读者相信书中故事「不完全向壁虚构」。在母系方面,达尔文的母亲来自知名的威吉伍(Wedgwood)家。达尔文的外祖父为「威吉伍瓷器」奠定了基础,与达尔文的祖父是知识与事业上的朋友;他们一伙人在英国工业革命发轫之初(十八世纪末)的活动,仍是史家研究的焦点。 就算达尔文没搞出什么伟大的名堂,他五年环球航行的游记,一路上收集的标本,加上他写的短篇论文与私人信件、札记,都能确保他在科学史上的地位,因为那些资料全都可以反映英国在十九世纪的典型科学活动。 有时,平庸一些的科学家更能让我们一窥科学生涯的究竟。别的不说,做实验就是个沈闷的苦差事。百分之九十以上的实验都以失败告终。即使诺贝尔奖得主,也有许多人在本行之内,发表的错误意见比正确的还多。 孟德尔实在太平庸了。他出生于农家,是长子,也是独子。他不想继承家业,家里又供不起他念书,这才进了修道院。孟德尔正式成为神职人员之后,连例行的职责都做不好,例如到医院照顾病人,因为他受不了医院内的景象。那时,贫穷的人才会上医院看病,医院资源不够,脏乱不堪,简直是病媒集散地。孟德尔身心受创,自己都病了。于是修道院长派他去教书。 可是孟德尔到维也纳大学考中学教员资格考试,两次都失败了。修道院长送他到维也纳大学进修两年,好让他当个称职的中学老师。一八五三年七月,孟德尔返回修道院,第二年夏天就开始进行豌豆实验。一八六五年,他把实验结果整理出来,在当地的自然科学会分两次宣读,第二年正式发表,我们现在知道,其中包括了现在中学课本里的「孟德尔定律」:分离律与独立分配律。 问题在于:孟德尔做豌豆实验的「本意」是什么?他想解决什么问题?他自认为得到了什么结论?他什么实验记录、笔记都没有留下,这几个问题的答案,后人只能从论文里自行解读。牛顿说他看得远,只因为他站在巨人的肩上;我们现在可以肯定发现行星三定律的克卜勒(Kepler, 1571-1630)是他的巨人之一。孟德尔呢? 别说现在的我们搞不清楚孟德尔的企图,即使在当年,孟德尔也没什么知音,最冷酷的事实是:当时科学界对他的实验结果毫无反应。他订购了四十份论文抽印本,许多都寄给当时他心仪的学者,在达尔文的图书室里也找到过一份,居然还没有拆封!这件事让崇拜达尔文的人跌足叹息,因为达尔文自己发明的遗传学理论(1868),当年是个笑话。 孟德尔「暴得大名」,是他过世后十六年的事。公元一九○○年春,荷兰、德国、奥国有三位学者不约而同地「重新发现」孟德尔论文的价值。现在教科书将孟德尔冠上「遗传学之父」的头衔,就是根据他们的解释。 有趣的是,科学界重新发现了孟德尔之后,一些自命为孟德尔信徒的学者反而是驳斥天择理论最力的人,使达尔文拒绝拆读孟德尔论文的往事似乎更显得合理。 两位科学界的巨人,对彼此的成就既不讶异,又不欢喜,给了科学史家作文章的机会。为孟德尔作传的人就麻烦了,必须东拉西扯才能完成厚度足以与「遗传学之父」相称的传记。难的是,东拉西扯得有功力。中译出版的孟德尔传《花园中的僧侣》,英文原着(2000)没博得好评,就因为作者没扯出什么道理。 例如一八六一年夏,孟德尔到伦敦参加世界博览会,作者想象两位大师万一见面的情景,根本没有抓住达尔文演化论的关键:人类数千年的育种经验,已足以撑起达尔文的论证;因此达尔文的遗传理论虽然是笑话,却无损他的学术地位。而作者无法清楚说明孟德尔豌豆实验的企图,使她的想象只能凑字数而已。 生物遗传有两个面向,一是常,一是变。孟德尔遗传学定律可以说明「常」,却无法说明「变」。达尔文需要的遗传理论,必须能说明生物的「变」。因此,他们即使有机会切磋,大概也没有交集吧。 至于孟德尔怎么看自己,仍是个谜。其实也不重要,科学史上是没有「个人」的。重要的是孟德尔定律,而不是孟德尔。......

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现在的科技力量未能达到将来有可能凭借以下手段实现:1、电离磁效应2、量子牵连技术以下是最近国内媒体对量子牵连技术研究进展的报道:所谓“瞬间转移”(teleportation)技术,就是将人或物件瞬间从一个地方消失,再在另一个地方将之重新现形。这就意味着,旅行过程中的时间和空间将会消失,我们可以从一个地点瞬间到达另一地点,不需要走一段物理路线。 澳大利亚一个由华裔科学家领导的研究小组声称,他们和 I BM专家合作,研究出像经典科幻片《星空奇遇记》中所描述的“瞬间转移”技术,成功地将一道激光光线分解,不经任何物质做媒介,瞬间在另一个实验室中完整的收集回来,使科幻小说中的情节变成了现实,为未来“瞬间移物”开了个好头。 光束先毁灭后还原 自5000年前发明车轮后,人类就一直在寻找更快地从一个点抵达另一点的旅行方法。战车、自行车、汽车、飞机、火箭的接连出现,使人类到达某一特定地点的时间大大缩短。但这些方法存在着一个共同的缺点,那就是需要走一段物理路线,距离不一样,花费的时间也不一样。 那么,有没有一种方法,不用乘坐任何交通工具就能使你从家里来到超级市场,或者从你家后院不用乘坐宇宙飞船就直接到达国际空间站吗?一些科学家一直在致力于这方面的研究,并且取得了可喜的成果。 由澳大利亚国立大学华裔物理学家林平奎(音译)领导的研究小组,最近破天荒地利用一种名为“量子牵连”(quantum entanglement)的技术:在光学通信系统的一端把一束激光信息毁灭,然后在一米外的另一端,将它重新现形。 6月17日,澳大利亚联邦科学部长麦高兰主持记者会,宣布了这项成就。该小组说,瞬间转移的最终目标,是像电影《星空奇遇记》一样,瞬间把人传送到远方,无需交通工具。林平奎博士说:“这就是科幻片《星空奇遇记》(又译《星舰迷航记》)中描述的情景,星舰企业号将太空人从一个星球传送到另一个星球上的科幻技术。” 光的构成基本单位是光子,所谓“光束瞬间转移”,简言之就是将一束光从一个房间转移到另一个房间,个中关键是把该光束内的光子资料,在另一房间复制出来。 研究员先将一段无线电资料信息编成“光子密码”,收录入一束激光中,然后,研究人员将这束激光信息与量子牵连技术结合,经过扫描步骤后将之毁灭,但是记录在激光束中的密码信息却得以保存下来,并由研究人员以电子的形式传送至另一端的接收站,接收站在瞬间读取和翻译电子信息,然后将刚才那段包含了特定无线电资料信息的激光束还原出来。 科学家们的瞬间转移梦 所谓“瞬间转移”( t eleportation)技术,是将人或物件瞬间从一个地方消失,再在另一个地方将之重新现形。这就意味着,旅行过程中的时间和空间将会消失,我们可以从一个地点瞬间到达另一地点,不需要走一段物理路线。 这其实是科学大师爱因斯坦提出的理论,也就是把物体化解为能量,传送到遥远的地方,然后再把能量还原为物体。10年前,科学界认为这是不可能的事。目前世界上有6个科学团体在积极研究。 有关超时空转移的科幻故事,可谓由来以久,由早期《星空奇遇记》和《星球大战》的太空战舰,到20世纪80年代的卡通片《超时空要塞》中的超时空号,乃至90年代初的卡通片《龙珠》中的主角悟空,都能超越时空限制,在一瞬间转移到10万8千里外的地方。在电影《变蝇人魔》中,主角则通过瞬间转移装置,将自己化成一堆粒子密码,然后在装置的另一端还原,岂料期间却因有乌蝇进入了装置,结果使主角在还原时混入了乌蝇的基因,变成了怪物。 几年前由朱迪·福斯特主演的《超时空接触》,也谈到了超时空转移,可见人们对这种技术的兴趣历久不衰,皆因在爱恩斯坦的相对论中,没有任何东西可快过光速,所以这一人类要实现星际飞行的梦想,就须靠类似瞬间转移的科技。 对渴望突破三维空间限制的人类来说,超时空转移与时光机器一样,都是遥不可及,但却偏偏是最吸引人的梦想。 1993年3月,瞬间转移终于走出科幻小说,变成了理论上的可能。当时,美国物理学家查尔斯·贝尼特和 I BM的一个研究小组证实,瞬间转移是可行的。自那以后,科学家利用光子作了大量试验,证明瞬间转移事实上是可行的。1997年,美国的泽林格尔教授证明,光粒子可以同时瞬间转移很长的距离。1998年,加州技术研究所的物理学家和欧洲的两个研究小组把瞬间转移的设想变成了现实,他们把一个光子在同轴光缆上成功地瞬间转移了一米。正如预测的那样,当光子被成功复制后,原始光子就不存在了。 2001年,在美国马萨诸塞州工作的一名丹麦物理学家成功将光束停止了半秒钟,然后发现,这道光束又以光的速度跑掉了。 时间旅行尚需时日 林平奎博士负责的这个研究小组共有12名成员。据悉,澳大利亚的科学家在这次实验中,共摧毁了几十亿个光子,然后成功地将其复制出来。这个过程,便被称作量子牵连,花费的时间只有十亿分之一秒。 国际科技界认为,澳大利亚科学家进行的这项试验为电子和通讯技术实现革命性进步拉开了序幕。负责这项试验的林平奎博士也认为,这个试验的最终成功将使各政府机构、银行,以及任何想高速交换信息的各界人士,以难以置信的高速度,在绝对保密的情况下实现这一目的。 然而,用远程瞬间传物模式进行人类和其他物体试验目前似乎还遥遥无期。出生于马来西亚的林平奎教授称,要将生物进行瞬间转移传输,仍是遥不可及的事情,但新技术仍有很多用途,科学家相信可在短期之内,利用这种技术,发展出比目前运算速度最快电脑还要快十亿倍的超级电脑,并通过提高通讯系统的效率,确立量子信息时代的来临。 科学家相信,新一代电脑将可应用瞬间转移技术,取代电线和芯片来传输信息,成为量子电脑,其效率会比今天的电脑更强更快。研究员金布尔说:“量子信息时代将会降临,虽然不会在5至10年内发生,但再过100年,这种技术一定会很普遍。”在理论上,这种技术还可传送物件,研究人员正开发瞬间转移粒子的技术。粒子就是物质的基本单位。 澳大利亚对进行这样的试验采取了相当谨慎的态度。因为虽然这是一项非常诱人的技术,但由于难度太大,所以在此之前,很少有科学家愿意把精力花在这一领域,只在1998年传出过美国的加州技术研究所做过类似的试验。林博士认为,同美国开展的类似试验相比,澳大利亚国立大学的试验更可靠,结果也更具有积极意义。林博士还指出,激光束在试验过程中被摧毁了,没有完成远程瞬间传物的过程,但无线电信号则丝毫无损。 林博士承认:“我们的实验与科幻片仍有些区别。我们暂时只能遥距传送激光中的光子,还不能将物件瞬间转移。”林博士发表了许多有价值的论文,他表示,他研究的目标是证明瞬间转移是可以做到的,这对未来技术的发展是有用的。曾经有记者问他为何将自己的研究领域锁定在光的瞬间转移上,他幽默地回答:“那是因为研究光学要比研究机械应用来得容易一些。” 他介绍说,普通人在预测一个足球的运行路线或者飞机在哪里着陆,靠的都是牛顿物理学理论,但在量子世界———一个比原子世界还要小的世界,物理学的一般经验就站不住脚了,你会发现很多奇妙的事情发生,粒子好像可以同时出现在不同的地方。物理学家们把量子的状态称作“超自然的”。 科学家们下一步研究的重点是,把体积比光子大的实质物体,瞬间传送到远地。林博士说:“原则上我认为可行,但可能是一千年后的事。打个比喻,我们现在发明的,只能算是算盘(量子瞬间转移),要制造超级电脑(生物体瞬间转移),这条路仍很漫

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紫茎泽蓝2011

瞬间转移!瞬间转移!瞬间转移!厉害的魔术说三遍!

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