作者彼得·迪奇克斯，麻省理工学院 麻省理工学院物理学家和历史学家大卫·凯泽在一本新书《量子遗产:来自不确定世界的报道》中探索了量子物理学的复杂历史，该书由芝加哥大学出版社出版
信用:唐娜·柯文妮 奥地利量子理论家埃尔温·薛定谔在1935年首次使用“纠缠”这个术语来描述两个遥远粒子的行为相互联系在一起的令人费解的现象
纠缠是那种能让薛定谔夜不能寐的东西；像他的朋友阿尔伯特·爱因斯坦一样，他认为量子力学作为一种对世界的可行描述令人怀疑
怎么可能是真的？ 然而，证据不断积累，纠缠是存在的
两年前，麻省理工学院教授大卫·凯泽和一个国际团队使用激光、单光子探测器、原子钟和巨型望远镜收集80亿年前遥远类星体释放的光，以进一步完善量子纠缠的测试
因此，研究人员有效地排除了一个潜在的反对意见，即纠缠的出现可能源于测量选择和被测粒子行为之间的某种相关性
是的，纠缠违背了我们的直觉，但至少科学家可以继续了解它，凯泽指出
“薛定谔只能整夜不睡，”凯泽说，这意味着20世纪30年代的理论家们只有“铅笔和纸张以及非常难以思考的计算和令人信服的类比”来指导他们，但几乎没有物理证据
相比之下，今天，“我们拥有研究这些问题的工具，这些方法在实验上或经验上直到最近都是不可能的
" 现在，麻省理工学院物理学教授凯泽和麻省理工学院科学、技术和社会项目科学史的杰美沙森教授，已经写了一部关于这个主题的新史《量子遗产:来自不确定世界的报道》，本月由芝加哥大学出版社出版
在关键物理学家的小插曲、关于该领域发展的原始研究和他自己在宇宙学方面的工作的叙述之间，凯泽强调了该领域随着时间的推移而发生的巨大变化
“这门学科的命运发生了非常戏剧性的转变，”凯泽说，他说他的目标是在一个非常动荡的世纪里给读者呈现“一个不同类型的故事，不同的主线”
" 物理学的繁荣和崩溃 事实上，量子物理学的许多历史在形式上都是望远的，聚焦于该领域最著名的恒星:基础量子理论家尼尔斯·玻尔、保罗·狄拉克、沃纳·海森堡和薛定谔，爱因斯坦通常被描述为著名的量子怀疑论者
在物理学界被第二次世界大战抛入混乱之前，这些科学家发展了量子力学，并确定了它最令人困惑的特征——包括纠缠和不确定性原理(测量粒子的位置和动量等东西时精度的权衡)
我们仍在努力解释这些概念，但其他许多方面已经发生了变化
凯撒特别强调，从20世纪40年代开始，物理学见证了四分之一世纪前所未有的增长，尤其是当学生在二战后涌入美国大学的时候
“在战后的四分之一世纪里，我们训练的物理专业人员比以前训练的还要多，从时间的黎明开始，累积起来，”凯泽谈到这个成长阶段时说
与此同时，大型粒子对撞机改变了物理学的方法，产生了关于亚原子结构的新知识
庞大的团队在实验上合作，严格地致力于研磨出经验的进步
成为物理学家的人比以往任何时候都多，但似乎比以往任何时候都少思考量子物理提出的“哲学”问题，这变得不流行了
“这不仅仅是钟摆摆动，”凯泽说
“物理学见证了这些戏剧性的转变，这甚至被认为是一个真正的问题
" 凯泽通过仔细阅读物理教科书仔细记录了这一转变，展示了实用计算的风气是如何占据主导地位的
他补充道，教科书的作者“总是做出一系列的价值判断:什么是合适的主题，什么是合适的方法？我们应该问什么问题？什么是‘仅仅’哲学？” 然后物理泡沫破裂了:由于经济放缓和联邦资金减少，20世纪70年代初，该领域的资金、入学人数和工作岗位都急剧下降
凯泽说:“几乎整个科学院的每个研究领域的数据都崩溃了，但没有一个下降得比物理学更快。”
大型对撞机之道 或许令人惊讶的是，20世纪70年代的就业市场危机帮助人们重拾了对20世纪30年代量子奇闻的兴趣
正如凯泽在他2011年的书《嬉皮士如何拯救物理学》中详细描述的那样——这本书的项目衍生出了这本书——理解纠缠的一些关键进展来自当时的边缘物理学家，他们缺乏快速研究的机会，有相对的自由去探索被忽视的问题
凯泽在《量子遗产》中指出，这种非传统思维很快也开始影响教学
弗里乔夫·卡普拉时期的畅销书《物理学之道》，将东方宗教和量子奥秘联系在一起，如今被认为是新时代的主要内容——但它在20世纪70年代登上了学术课程，这要归功于物理学教授们渴望吸引学生回到他们的教室
自20世纪70年代以来，量子物理学经历了多个小时代
国防开支刺激了20世纪80年代物理学的复苏
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国会在1993年终止了超导超对撞机项目，该学科某些分支的物理学家无法产生许多新的实验结果——直到2008年大型强子对撞机上线
因此，最近几代学者经历了物理学作为一门动荡的学科，其命运与遥远的政治息息相关
凯泽说:“有时人们会被发现不同步，他们在繁荣时期进入物理领域，在获得学位之前，机会就消失了，这不是他们自己的错。”
“在过去的半个世纪里，我们已经看到这种情况在这个国家发生了两次
" 因此，尽管像薛定谔这样的人可以用铅笔和纸取得进步，但就这门学科的当代进展而言，物理的物质条件非常重要
“想法很重要，”凯泽说
“但这些理念根植于不断变化的世界
" 《量子遗产》获得了学者们的赞誉；诺贝尔奖得主、加州理工学院的物理学家基普·索恩称赞这本书“关于过去一个世纪物理学和宇宙学主要发展的一系列引人注目的小插曲”，它“将科学与人类历史完美地结合在一起”
屡获殊荣的小说家内尔·弗罗伊登伯格注意到凯撒“在揭示超凡脱俗的思想与它们形成的社会和政治世界之间的联系方面的天赋”，她继续说，这是“一个简单迷人的宇宙奥秘指南”
" 就凯泽而言，他希望读者能思考科学家的“双重性”——他们希望找到永恒的答案，尽管受到他们那个时代的工具和假设的束缚
虽然《量子遗产》探索了一些物理学家个人的生活，如狄拉克，但凯泽也希望读者能理解量子物理是一项多么彻底的合作事业
“在科学中，有一个传统是写关于单个天才的，但是量子力学从第一天起就需要全体演员，”凯泽说，并补充道，“当我们研究机构、世代和群体时，我发现这比在山顶思考这些不可企及的天才更有价值——这总是一个寓言，但对于这一系列的发展来说，这是一个特别不合适的寓言
" 他说，考虑一下，超过15000名物理学家发表了关于希格斯玻色子的论文，探索亚原子粒子如何在50年内获得质量
但是只有在大型强子对撞机开始运行之后，科学家才能找到它的证据
“这让我以不同的方式思考自己的工作，”凯泽说
“我有什么没有能够想到的，那就是下一代会开放？作为一个人类的故事，一个概念性的故事，我发现这比只关注一个单独的天才更令人兴奋
"
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