本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
“量子理論為我們打開了微觀粒子、原子和光子的世界,”諾貝爾獎得主塞爾日·阿羅什解釋道。他與大衛·維恩蘭分享了2012年諾貝爾物理學獎。在這一句話中,阿羅什回答了為什麼兩位物理學家肯定會出現在第63屆林道諾貝爾獎化學獎得主會議的舞臺上。阿羅什的演講題為“在盒子中控制光子,量子”,與維恩蘭之前關於“疊加、糾纏和薛定諤的貓的升起”的講座相呼應。(“雖然在半小時內,很難給你們詳細資訊,”阿羅什俏皮地說。)
在週一上午晚些時候的演講中,阿羅什至少提供了一個具體的例子,說明物理學如何推動化學研究向前發展:磁共振成像 (MRI)。今天的化學家們要感謝費利克斯·布洛赫和愛德華·米爾斯·珀塞爾——他們都獲得了1952年的諾貝爾物理學獎——感謝他們對核磁性質的不懈研究(和發現)。
在他們的演講中,阿羅什和維恩蘭都深入研究了像博登湖本身一樣深邃的研究領域。大多數術語都變得糾纏不清,並像維恩蘭在他的演講中描述的原子離子和能量狀態一樣,疊加在我的頭頂。
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坐在我旁邊聽眾席上的研究人員在維恩蘭展示一張幻燈片,上面有理想的“受控非”門(controlled-NOT gate)在內部狀態之間時,熱情地點了點頭。當我們繼續討論“鍍金氧化鋁晶圓”的可能性時,我聽到了一些低聲的贊同聲。但我很欣賞維恩蘭的主要資訊:我們越來越接近進入薛定諤夢想的世界。他希望科學家們用一個電子、原子或其他小分子在實驗中檢驗他的理論。
思想實驗和計程車司機
在深入探討1927年索爾維會議上著名的玻爾-愛因斯坦辯論(兩位偉人使用思想實驗辯論量子力學)之前,阿羅什向觀眾提供了一個現實生活中的應用。關於原子鐘和GPS,阿羅什解釋說,這種技術可以使地球上任何地方的地理定位精度達到1米以內。“到處都是計程車司機使用量子物理學!”阿羅什說道,引起了觀眾的笑聲。
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這篇博文源自林道諾貝爾線上社群,即林道諾貝爾獎得主會議的互動論壇。第63屆林道諾貝爾獎得主會議致力於化學,於2013年6月30日至7月5日在德國林道舉行。35位諾貝爾獎得主將聚集一堂,與來自約80個國家的600多名青年研究人員會面。