物理学家第一次窥见“量子幽灵”

波函数(the wave function)是一个用于预测量子行为的抽象概念,可以说是物理学家理解量子力学的基石。但这个基石本身并不是物理学家能够从字面上或哲学范畴内完全掌握的东西。波函数不是可以被握在手中或放在显微镜下的东西。并且令人困惑的是,它的一些性质似乎不是真实的。事实上,数学家会公然将它定义为虚拟的,比如像取负整数的平方根这样的得到虚数的过程看起来就很荒谬。但是虚数是证明波函数有充分能力预测现实中实验结果的重要部分。简而言之就是,如果一个波函数是“存在”的,那么它处在形而上学的数学和现实的物理学之间模糊难辨的十字路口上。

如今美国加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)的研究人员和他们的同事们在弥合这两个领域的研究中取得了长足的进步:他们第一次通过测量半导体材料对超快光脉冲的反应来重建波函数。该研究于2021年11月发表在《自然》杂志上,该团队的工作可能有助于将电子工程和量子材料设计带入一个理解精准完善和创新精细可控的新时代。

一些神秘的波函数为物理学家了解新机件内部的运作提供了最佳的信息。为了预测电子在材料内部移动的速度和它可以携带的能量,他们必须计算布洛赫波函数(Bloch wave function)——这个函数被物理学家费利克斯·布洛赫(Felix Bloch)于1929年设计出来,并以他的名字命名。“这对工程学的量子设备尤为重要,” 项目的共同研究者,加州大学圣巴巴拉分校物理系学生Joe Costello强调道,“如果你想要构建任何利用量子力学研发的设备,那么你需要非常了解波函数中的参数。”

包括波函数中作为相位的参数。虽然这个参数是一个虚数,但它对设计量子计算机至关重要。密歇根大学物理学家Mackillo Kira阅读了该研究的早期文稿,他不是这项工作的直接参与人,他说:“长期以来电子携带的能量被认为是所有电子产品的设计基础。但如今,有了量子信息技术,我们将会更进一步,最终获得这些波函数相位的参数。”

为了得到更好的进展,该团队使用了两个激光器和半导体材料砷化镓。他们的实验包括三个步骤:首先,他们用近红外激光脉冲撞击材料内部的电子。这些粒子得到额外的能量后,将开始快速穿过半导体。当每个带负电的电子开始运动,就会形成空穴,空穴就像电子的影子,与电子相同但带正电并随之移动。接下来,研究人员会使用另一个激光脉冲将空穴和电子分开,然后迅速让它们重新聚合,就像量子版本的彼得潘失而复得他的影子一样。当空穴和电子重新结合时,各自在单独移动时额外积累的能量会以一阵光束的形式释放出来。

十年前,一组由UCSB的Mark Sherwin领导的物理学家注意到这些光束的奇特之处:它们的性质莫名的和最初使粒子移动的激光脉冲的性质关联紧密。Sherwin和他的同事们意识到,半导体的电子对光的反应存在着重要但尚未发现的细微差别。“这是出乎意料的,”Sherwin回忆道,“我们决定进一步探索并系统地研究它。”在这项新工作中,Sherwin的团队成员,也是该研究的共同主要作者,博士后学者Qile Wu的计算结果证明,这种隐秘的相关性引发了我们的好奇,它可以用来重建半导体中空穴的布洛赫波函数。

通过测量光的偏振也就是光波传播时的振荡方向,我们可以找到被吸收的激光和被激发的光束的关系。在这个实验中激光的偏振影响了运动电子和它的“影子”(空穴)的波函数相位。在实验最后,电子和空穴重新聚合产生光束时,光束的偏振取决于两者的波函数相位。由于这些相位在物理学家的方程中通常表示为虚数而不是实数,因此将它们与真实且可测量的光的偏振相关联,这对吴和他的合作者来说是一个突破。斯坦福大学的物理学家Shambhu Ghimire并未参与这项工作,他强调了这项新研究的特点:它通过光来获取以前被视为纯数学的物理信息。他说:“这些基于光的方法有时可能很困难,或在概念上确实具有挑战性,但在大多数情况下,它们提供了对复数(波函数)的虚部的处理办法,而其他传统方法无法处理这些虚部。”此外,该团队设法从这些相同的极化测量中对整个布洛赫波函数进行逆向工程。

Ghimire进一步指出,UCSB研究人员使用的激光的种类比光的偏振要重要。他们使用了超快激光脉冲,用光击中电子的时间只有万亿分之一秒。固体中的电子倾向于撞击原子而不是不断地移动,因此,能迅速地控制它们,然后像分离缝合彼得潘和他的影子那样操控电子和空穴对该团队至关重要。

否则,在任何一个实验阶段,那些电子都可能会撞上作为障碍的原子,从而停止电子空穴的聚合。该研究另一位主要作者Seamus O'Hara和Sherwin小组的博士生将一部分技术优势归功于UCSB最先进的自由电子激光器。

但这项工作的影响可能远不止是对于专业设备和简单的半导体。吴的理论研究表明,利用半导体砷化镓,几乎不需要知道发射光的性质就可以完成布洛赫波函数的数学重建。然而,其他半导体材料可能需要更全面,但现在还未被完全攻克的知识。路易斯安那州立大学的物理学家Mette Gaarde没有参与这项研究,他说:“这项工作很有吸引力,因为它十分基础地证明了你可以做的事情,而且答案非常明确。这就意味着你有机会使用这个原理来了解更复杂的结构。”

UCSB团队已经在制定下一个雄心勃勃的计划。展望未来,科研人员想将他们的技术应用于研究材料中电子强烈的相互作用或者找到吸收激光后能激发比电子和空穴更奇特的粒子的材料。“我们正在寻找新材料。如果人们有想要实验的半导体,我们会很高兴尝试。”Costello说,他渴望有更多机会去窥探无形的波函数世界。 https://t.cn/R2WxdDX

#著名历史学家史景迁去世##中国文化需要史景迁这样的摆渡者# 在国外,你很难想像一个国家的孩子能够坐在教室里诵读几千年前祖先写下的优美句子,诸如“三人行必有我师”“有朋自远方来不亦乐乎”之类,只有中华文明是世界上唯一一个5000年不间断一脉相传下来的文明,这是我们的幸运。

然而,中华文化在海外的传播并不广泛,许多外国人对中国的印象还停留在长袍马褂大辫子时代。他是把中国文化介绍到海外的先驱者之一。自1974年以来,他完成了14部有关中国的历史著作,包括《追寻现代中国》《天安门:知识分子与中国革命》《王氏之死:大历史背后的小人物命运》《康熙与曹寅》《利玛窦的记忆宫殿》《前朝梦忆:张岱的浮华与苍凉》等。#如何评价史景迁一生的成就#

他叫史景迁,是当代最受瞩目的美国汉学家之一,被称为最会“讲故事”的汉学家。“在整个世界的版图上,中国是一个重要的、极有魅力的存在。西方人需要花长时间去消化分析他们拿到的资料。能一目了然的东西并不存在。我们对中国的看法越模糊,越多面化,离那最捉摸不定的真实性也就越近。”史景迁这样评价研究中国历史的重要价值。

作为一位研究中国历史的西方学者,史景迁最大的贡献就是以优美流畅的文笔,把中国近代错综复杂的人物与史事,通过严谨的历史考证,参照专家的钻研成果,以“说故事”的传统历史方法娓娓道来,让西方读者得以认识一个丰富的中国。

如果说,中国传统文化是祖先留给我们的传家宝,那么,这位老人就是在中国与外国、在祖先与孩子、在过去与未来之间架的一座桥。

当地时间2021年12月25日这位老人辞世了,终年85岁。死亡不是生命的结束,是记忆的开始。我们能够回馈给老人的,大约也就是认真地记住他的名字吧。中国文化需要更多像史景迁这样的“摆渡者”。

#有哪些精彩剧本杀推荐#
2021年十大剧本杀推荐
在2021年,我一共去过25家店,打了81个本,其中有66个是城限+独家本(因为工作太忙,所以几乎不怎么考虑打盒装本),然后其中情感本和推理本大概各一半,剩下机制、欢乐本比较少。
以下是我选择的,2021年我最喜欢的十个本:
TOP10
虚构推理
硬核/还原/机制/微恐
6人本(可反串)
长沙东南枝
剧本品质:5星(满分5星)
游戏体验:6星
引起硬核玩家极度舒适的一个本,作者没有故意给玩家挖任何坑,更不存在为难而难的设置(反面教材比方《周公游记》),整个核轨和还原就是一个字:润!
唯一让它可能会有一点门槛的是长达两小时的超级故事会以及让人摸不着头脑的卡牌游戏……但是,如果你是一个用心的玩家,玩到最后你就会忍不住为这种精彩的机制赞不绝口。
TOP9
回家
情感/还原
3男3女,长沙推理笔记
体验角色:两棵树
剧本品质:5星(满分5星)
游戏体验:6星
作为一个日常码字的人,我对剧本的文笔要求也会比普通玩家高一点,经常会在读本的时候皱着眉头忍不住想要吐槽“啊,你这个文笔真的硬邦邦啊!”
而《回家》就是那种会让我忍不住想给作者隔空点赞的本,因为他的写作手法真的很高明,埋扣埋得深,包袱也抖得响,可以说《回家》是我除了《破晓》之外唯一能在文笔上给我留下深刻印象的本。以至于游戏结束复盘的时候,我仍然忍不住重读剧本并且再一次落泪。
另外一个意外的点是开本之前长达一小时的“心理建设”,真的是绝无仅有的经历。
TOP8
狐狸旅馆
情感/机制/还原
3男4女,长沙东南枝二店
体验角色:滑头鬼
剧本品质:5星(满分5星)
游戏体验:7星
《狐狸旅馆》属于是东南枝的镇店之宝了,而这个本的DM球球也属于是真正的天花板。作为一个老玩家,各种大店小店的演绎看过不少,其实有很多所谓的“演绎”都是借助昏暗的灯光和音响、服装、道具等要素来烘托气氛。
但球球不是,她是开着大灯演,演什么像什么,真的太绝了。而且她对整个本的控制力,是可以针对不同的玩家给出即时的即兴的反应,她也充分懂得怎么调动玩家,让你真正体验什么才是最尽兴的游戏体验。
至于剧本本身,基本上每打完一车狐狸,大家都会成为一家人,就是这样神奇。总的来说,这是一个机制、剧情,甚至连DM都融为一体的本。
TOP7
月下沙利叶
机制/推理/微恐
3男3女,长沙东南枝
体验角色:温子祎
剧本品质:5星(满分5星)
游戏体验:7星
剧本杀有两种,《月下沙利叶》和其他本,这话可不是夸张,真就这么绝。但遗憾的是,打完了“日月星”,确实也觉得是一部不如一部。
但《月下沙利叶》依然是一个非常特别的存在,如果你能凑齐一车推土机,那么这个本的体验会格外爆棚;而如果是一车新手,居然也能玩,甚至……从某种程度来说反而更容易“乱拳打死老师傅”。不过你一定要打过一定数量的本,才能更加体会到《月下沙利叶》的精髓。
TOP6
光子,猫和他们的历史
立意/推理/硬核
4男3女(可反串),长沙不止演绎
体验角色:K
剧本品质:4星(满分5星)
总推荐指数:6星
在零剧透的情况下上的车,并且因为一直把这个本的名字缩写成《光子猫》,开本前我甚至都以为它是个情感本,结果没想到我打到了我的天命本——因为我自己的id就出现在了剧本里。
很难想象在“钱多人傻速来”的大环境下还有作者在默默创作着如此反商业化的作品,也真的非常非常喜欢那个立意,即使我在很早就猜中了核轨,我依然获得了一种更加神奇的体验,这大概是孩童时期经常做梦都会想到的场景吧。
当然,《光子猫》的问题很多,它的手法有bug,“硬核”的部分硬到我怀疑有的车会全车挂机,这也肯定会严重影响游戏体验,但这不妨碍我把它列入我过去一年最喜欢的剧本清单。
TOP5
世界上最美的溺水者
童话/沉浸/治愈
4男2女(可反串),长沙东南枝
体验角色:肌肉抖抖
剧本品质:5星(满分5星)
总推荐指数:6星
这个本是我的情感本白月光,同车的两位高级玩家让我第一次见识到了情感本真正的魅力,从此也打开了新世界的大门。
但我真的很少会给人推荐《世界上最美的溺水者》,因为它确实也容易炸车,需要玩家有极强的共情能力,而且最好是现实中的朋友,陌生人拼本的话真的炸车率会很高……但是如果能够触发那种情感的共鸣的话,它就无愧为是真正的友情线天花板。
我一直留着当时同车玩家给我写的小纸条,现在想起来依然会觉得暖暖的,唯一的遗憾是每次跟他约本都没时间!
TOP4
一座城
pve/跑团/立意
2男2女(最好别反串),长沙壹辩
体验角色:奚勇
剧本品质:5星(满分5星)
总推荐指数:7星
2男2女的跑团pve,一听配置就够另类了,而《一座城》的buff还包括“一个被封杀的剧本杀”,你可能会觉得夸张了,但打过之后就会明白:即使作者很努力地给故事安排了一个架空的背景,但依然它是“过于真实,引起不适”。
而在如剥洋葱一般的探案过程中,当一层又一层的迷雾被拨开,却只发现一层又一层更加黑暗更加让人窒息的贪婪的人性和泯灭的良知之时,这让《一座城》已经不再只是一局剧本杀游戏而已,它更像是一个惊悚的预言故事和一道鲜血淋漓的伤口。
《一座城》的故事过于沉重,注定不适合那些周末打个本只为了“找点乐子”的玩家,但如果你也像我一样厌倦了商业本的套路,那么一定要去体验这个独特的故事——如果你还能玩得到的话。
TOP3
无妄之渊
情感/机制/沉浸
4男4女,长沙东南枝二店
体验角色:灰衣少年
剧本品质:4星(满分5星)
总推荐指数:6星
《无妄之渊》大概是我打过最难打的情感本了,4男4女的设置在今天来看已经有点落伍了,而且由于它的自由度真的很大,所以如果玩家不认真参与游戏,就很容易会产生“我拿了个孤儿角色”的错觉,然后越玩越不上心。
要命的是,《无妄之渊》还是一个需要全车参与度很高的本,不然就是“一人掉线全车炸”,然后到了最后将近两小时的沉浸环节,你一定会体验打本生涯最惨烈的一次坐牢。
但如果你有一车积极参与的高配玩家,那么《无妄之渊》就是一个上限无限高的本,它的体验可以高到超出想象。我也必须承认,我打本以来个人最喜欢的一个角色就是灰衣少年。
TOP2
贤者之石
推理/还原/硬核/科幻
3男3女,长沙不止演绎
体验角色:眼镜男
剧本品质:5星(满分5星)
游戏体验:6星
知道这个本超级难,所以特意组了一车高配车去打的,店家还一度担心我们在沙发房开这个本会睡着——可见打《贤者之石》进入挂机“贤者模式”的玩家应该不在少数。
但在“大还原”这个领域里,《贤者之石》应该是游戏体验最好的了,除非你真的只是一个硬核挂件。它不会玩那种把一个简单的事实掰碎成三份放进三个剧本里强行逼迫玩家做阅读理解的低级套路,甚至它的开胃菜都足够放在其他本里做核轨用了。
最后,它的一些“剧本照进现实”的时刻,也让它多了一层独特的体验,但又不会为了立意而立意,作者真的就是单纯地想编织一个精彩的核轨来给你们慢慢解决而已。
TOP1
粟米苍生
沉浸/演绎/机制
3男3女,长沙东南枝
体验角色:林泰清
剧本品质:5星(满分5星)
总推荐指数:7星
这是个一度需要摇号才能打得上的本,因为要一次调度十个左右的NPC,一般情况下《粟米苍生》真的开不起,我当时也是赶上疫情,加上东南枝的沉浸式剧场在装修,所以才上了个车。
最离谱的是,当你换上一身乞丐装(故事的背景是1942年的河南大饥荒)开始机制环节的时候,你甚至能看到在大厅里休息的其他DM都对你投来羡慕的目光——因为他们自己家的DM都抢不到粮票。
但《粟米苍生》也是真的值,因为它的演绎一波又一波地收割眼泪,甚至打到后面你已经不用刻意去“融入角色”,而是有点害怕自己无法走出角色的那个情景了,这真的是我打了这么多唯一一次独特的体验。
但也因为“入戏太深”,我们最后玩家之间彼此输出了大概能有一个小时的时间,我自己也是体验了唯一一次打本过程中进入完全失控状态的时刻。


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