比台劇還糾纏 學者揭秘海森堡量子奇幻旅程

最近不少影視作品,都能看到量子糾纏或是薛丁格的貓等等,將量子力學改念融入流行文化當中,抽象的物理學也引起更多討論。師大理學院副院長方偉達,在接受泛科學知識長鄭國威專訪時就解釋,其實量子力學在將近100年前,因為德國科學家海森堡發展出矩陣力學,才建立量子力學的主流體系,整個過程甚至比台劇還要曲折離奇。拿下奧斯卡金獎的電影奧本海默當中,也能看到這位德國物理學家海森堡的身影。

透過金獎導演諾蘭的電影,呈現出美國物理學家奧本海默帶領團隊,爭分奪秒趕在德國納粹研發出核武之前,成功研究出原子彈。

但戰爭之下成王敗寇,帶領德國團隊的量子力學大師海森堡,也面對不同的命運。

東海大學物理系教授施奇廷:「大戰結束之後,他作為一個希特勒旗下,發展原子彈的首席科學家,他一開始其實是被當作戰犯來定位的,所以盟軍在進入德國之後,當然就要到處找他,就要來追究你幫希特勒做原子彈的責任。」

師大理學院副院長方偉達:「後來聽說美國要派間諜要去刺殺他,後來發覺他真的是廢柴,沒有發展成功,所以就放過他一命。」

儘管因為製作原子彈,海森堡備受爭議,但當初因為要躲避花粉,在德國黑爾戈蘭島上發展出的矩陣力學架構,也讓他成為物理學界舉足輕重的人物。

東海大學物理系教授施奇廷:「明年就是所謂的國際量子年,就是慶祝或者說紀念海森堡,在黑爾格蘭島上面,過著像苦行僧一樣的生活,在半夜3點的時候所想出來的,這一套量子力學剛好到明年是100週年。」

海森堡透過矩陣形式,提出測不準原理,協助建立量子力學的體系,因此在1932年獲得諾貝爾物理學獎的殊榮。

師大理學院副院長方偉達:「他一次要解決三個問題,一個是它的位置、一個是它的速度,一個是它的重量,重量乘以速度叫動量,所以他就說哎呀我真的好聰明,因為這些東西都測不準,然後就是不確定的理論,這個理論發明之後震驚了全世界,全世界就說你是最聰明的人,的確都測不準。」

相隔90年,2022年美國、法國以及奧地利的科學家,因為量子糾纏的研究,拿下諾貝爾物理學獎,再度炒熱量子力學話題。

師大理學院副院長方偉達:「當它分裂的時候,一個往東一個往西,不管多遠,一個正旋一個是逆旋,正旋就是像順時鐘這樣旋轉,逆旋就是逆時鐘旋轉,那你不相信的話你再打第二顆,它第一顆逆旋,第二顆一定正旋,你再不相信你再打一顆,一個正一個逆,不管相隔多遠都是一樣。」

量子獨特的糾纏特性,也被大量的應用在文學以及影視作品當中,陌生的科學用語,被融入流行文化當中,讓更多人有機會了解量子力學的概念。

TVBS出版書籍《量子糾纏》(圖/TVBS)
TVBS出版書籍《量子糾纏》(圖/TVBS)

量子糾纏:黑爾戈蘭島的奇幻旅程詳細資訊請上博客來

https://www.books.com.tw/products/0010988421

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