Hundreds of physicists on a remote island: we visit the ultimate quantum party
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嗨，听众朋友们，我是本杰明，又来了一期播客额外内容。2025年是量子领域的大年，因为这是量子力学诞生的100周年。纪念这一百周年的活动之一是目前正在一个相当偏远的地方——德国海岸外的赫利戈兰岛上举行的一次会议。参加会议的人之一是《自然》杂志的丽兹·吉布尼，她正在现场报道此次活动。

她昨天从酒店大堂加入我，向我们讲述了更多关于会议上发生的事情。

丽兹，你好吗？我很好。我正在努力克服岛上的网络问题，但非常享受被数百名量子物理学家包围的感觉。所以你在赫利戈兰岛上。为那些没去过那里的人们用文字描绘一下画面，因为这是一个位于德国西北海岸外的相当小的岛屿，对吧？完全正确。它位于北海中部。从汉堡乘渡轮到这里需要四个小时。从汉堡乘渡轮到这里需要四个小时。

目前天气晴朗，但到这里真是太糟糕了。它很小。像我今天早上那样，你可以在大约半小时内跑完它。美丽的红色悬崖上栖息着许多本地海鸟。它真的独自坐落在那里。通常这里大约有1500人，而我们有……

大约300名量子物理学家，所以目前物理学家与岛民的比例相当高。听起来，选择这个地方举办量子物理学会议可能有点随意，但它之所以在这个岛上举行，其背后的故事却很美妙，对吧？是的。让我带你回到大约100年前的1925年，当时物理学家们……

物理学家们开始描绘原子的图像，并试图理解许多已获得的实验结果，并试图将我们现在所知的量子力学结合起来。而维尔纳·海森堡，一位当时只有23岁的物理学家，

他来到了这个岛屿。他当时正在逃避严重的过敏症。显然，海风和缺乏树木（尽管我现在注意到这里有很多树木）使这里成为逃避过敏症的好地方。传说——我必须说，我认为这是一个相当传奇的故事。我们在第一天晚上听了一些历史学家的精彩演讲，他们说情况可能并非完全如此。但无论如何，不要让真相妨碍了一个好故事。

他无法入睡。他突然顿悟了如何将这些相互矛盾的数学预测与关于电子围绕原子运行方式的测量结果协调起来。他意识到的是，要关注可观察到的东西。可观察到的东西是电子处于不同的能级时。因此，他发明了一种数学方法……

只关注电子跃迁，而不是认为我们能够一直计算出它的轨迹。让我们只关注我们知道的东西。他提出了一种叫做矩阵力学的方法。这有点像你用表格相乘，而不是像一行那样相乘。这使得你可以进行这些计算。所以这一切

都发生在这里，当然，正如我们所知，科学很少仅仅是一个人的贡献，当他回到陆地后，他与一群合作者一起努力将它转化为一种形式化，他们称之为量子物理学的真正数学，但本质上这就是我们在这里的原因，我们都在试图获得一些灵感，从赫利戈兰岛获得一些天才的启迪，所以正如你所说，有300

名量子物理学家在这个岛上，气氛如何？气氛很棒。我认为每个人都非常高兴来到这里。首先，每个人都欣喜若狂地下了船。一旦晕船过去，每个人都欣喜若狂地活着。你知道，我认为这里至少有四位诺贝尔奖获得者，以及那些取得了真正非凡成就的人，他们都在这里。由于会议的性质，我们几乎被困在这里。所以，

他们就在附近，你可以去和他们交谈，人们在会议结束后一起吃午饭……

我想，其想法是，希望在这里能找到新的合作和发现。我的意思是，这是一个很好的观点。所以我本来想问你这次会议的重点是什么。是庆祝过去，还是一个新的研究成果被提出的学术会议？这绝对是一个学术会议。在来这里之前，我们在汉堡举行的会议晚宴上，组织者之一杰克·哈里斯称之为量子物理学的生日派对。

当然，作为一名物理学家，你会想要什么样的生日派对呢？除了听取你所有同事和朋友关于他们正在做的事情的报告。所以有……

有一些争论。我特别感兴趣的一件事，而且感觉在这里这个岛上非常贴切，那就是对量子力学诠释的讨论。众所周知，量子物理学的数学非常有效。但令人难以置信的是，听到一些人对它实际意义的看法是如此不同，如果我们试图将其还原到现实层面。你知道，我们从直觉的角度来说话。他们对这一点完全不同意。

所以我们在这方面做了很多演讲，这些演讲确实回顾了过去的100年，因为一些争论和1925年时一样。我们还有很多其他的讨论，例如，那些致力于尝试测量量子引力的人。事实上……

我们没有连续的光的连续体。我们实际上把它分成光子的小包。而想法是，如果引力实际上也是这样呢？是否可以对引力进行量子化？所以人们正在努力做到这一点。还没有成功。不能做任何重大宣布。但我们有非常……

前沿的讨论，以及对该领域在100年后所取得成就的一些反思。当然，你以全面的报道能力在那里。你在现场时，还有什么东西吸引了你的眼球和耳朵？好吧，我刚结束的一个会议非常有趣。是一位名叫马库斯·阿恩特的物理学家，他在维也纳大学工作。他正在努力

观察量子叠加，即你实际上同时处于两种量子态。你实际上从未直接看到这种情况发生，但你看到了它的结果，因为你在这些状态之间产生了干涉，然后你观察到了最终状态。他试图用越来越重的物体来做到这一点。所以他已经做了成千上万个钠原子的簇。所以这有点像金属簇，它们越来越大。他今天谈到了叠加的路径。

抗体，这就是他们前进的方向。是的，这绝对令人着迷。所以他们试图纠缠什么？一切。这是计划吗？我之前谈到了量子诠释，那就是……

其中一个问题是，如果你纠缠在一起，那会是什么感觉？那会是什么样的？根据你如何看待量子物理学，有些人认为我们所生活的经典世界、宏观世界和量子世界之间没有界限，但问题是，你能让一个系统有多大才能处于叠加态或纠缠态，我们真的不知道

根据你如何看待量子物理学背后的基本现实，你可能会对这个问题有不同的答案。所以这是他们试图推动的东西。这是一个实验，实际上可能有助于告诉我们一些关于现实的东西。好吧，如果我们能谈谈现实的话，当然，量子物理学无处不在，对吧？例如，想想量子计算和物理学。

在许多情况下，它都被认为是解决我们在各个领域面临的许多问题的解决方案。关于这些事情的实用性，以及从X到Y的现实性，有多少讨论？因为，当然，解决像量子计算机这样的问题还有很长的路要走。是的，米沙·卢金做了一个关于量子计算的精彩演讲，他在哈佛大学工作，他使用中性原子作为他的量子计算机中的量子比特。而且

他们在如何控制量子比特方面取得了一些相当令人印象深刻的结果，因为你想让它们能够相互交流，并且你想能够将它们移动。你想能够纠正它们的错误。量子计算中一个巨大的问题是，你的量子比特自然会从它们的量子态中掉出来，这会破坏你的计算。所以你这样做，你把它们都连接起来，你创造一个更大的、更稳定的量子态。这叫做量子纠错。他解释了它是如何工作的。

所以有一些真正实用的方法来使用量子物理学。奇怪的是，它真的有效。量子力学的数学……

已经存在于一切之中。你知道，这就是我们制造激光的方式。这就是核磁共振成像仪的工作原理。它存在于晶体管中，晶体管是普通计算机的核心。量子物理学绝对无处不在。我们研究得越多，我们就越知道这似乎是真的，所有的方程都成立，这就是为什么我个人觉得它很吸引人的原因，尽管这是真的，我们仍然没有

完全明白发生了什么。好吧，有很多令人兴奋的事情即将出现，我相信在会议的最后阶段还会出现更多。就到这里吧。丽兹·吉布尼，非常感谢你加入我。非常感谢你，本。这里是《自然》杂志的丽兹·吉布尼。要阅读她关于此次活动的论文，请查看节目说明中的链接。

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