成电讲堂

　　10月20日，奥地利科学院维也纳量子光学与量子信息研究所研究组长、研究员Miguel Navascués在四号科研楼为同学们带来了一场精彩讲座，题为“从科幻到科学：如何用科幻中的思想助力我的量子物理学研究”。

　　Navascués教授分享了自己的童年经历，他一开始对物理学感到排斥，然而，一本名为《Chocky》的科幻小说改变了他的生活。这本书讲述了一个被收养的男孩，外星实体附身于他，并利用他与其父亲进行交流的故事。小说巧妙地将天文学与量子物理学紧密联系在一起，并提出了一些引人深思的问题，如太阳能看似是无限的能量，但如果太阳不再闪耀会发生什么？是否存在真正无限的能量？这些问题激发了Navascués教授的深刻思考。虽然科学原理认为能量不能被创造或毁灭，但他提出了一个有趣的问题：如果无用的热量可以转化为对人类有用的功，是否这就是无限的能量的一种形式呢？

　　Navascués教授在他的演讲中强调了科学探索的两个重要方面：目标和方法。在目标方面，他以牛顿被苹果砸中的经历为例，说明了实际成果有时与最初计划的方向存在差异。每个人都有目标，但在努力的过程中，有可能会走向不同的方向。在方法方面，他强调了理论解决问题和真正的解决方法之间的区别。找到解决方法可能只需要几秒的思考，但将这个方法应用于实际项目并解决现实问题可能需要数年甚至更长的时间。这引出了关于科研资金分配的实际问题，也是Navascués教授在讲座中探讨的一个重要话题。

　　Navascués教授接下来介绍了第二本科幻小说《Foundation》。这本书讲述了一个数学家哈里·塞尔顿的故事，他发现社会的动态可以被一系列数学方程控制。基于这个概念，Navascués教授提出量子物理能够用来解决我们生活中的多个问题。

　　一个例子是在研究团体中如何分配研究预算以最大化研究成果。这其中存在着资金分配和研究成果之间的相互关系，而这关系通常是复杂而不确定的。为此，Navascués教授详细介绍了三种不同的方法。第一种方法是将科技研究与过去周期的资金与新周期的资金成比例分配，这会导致大部分的资金集中在少数科学家身上。然而，当所有科学家从事相似的科技研究时，每个人都只能获得有限的资金支持。另一种政策是让每个人拥有相同的资金预算，但这会浪费资金，特别是当某些科学家的工作效率较低时。最后一种方法是将资金分配与科学成就成比例，尽管这不一定是最佳的方法，但它可以确保所有科学家的成就都受到认可，同时最大的科学成就不会受到忽视。这种分配策略与以前的资金分配方式没有关联，并且在最短的时间内趋向于一个稳定的资金分配状态，同时科学家无法通过发表更多的论文来欺骗资金分配。

　　借鉴《Foundation》的启发，Navascués教授也将这些数学原理应用于疫情防控问题。例如，他提到在疫情暴发期间，可以将数学方法与疫情问题相结合，在量子计算机中使用不同的疾病模型来分析疫情对经济和居民身体健康的负面影响。同时，通过模拟不同参数的情况，可以最小化封控的时间，确保每位需要医疗救治的患者都能获得医院的医疗资源。这种方法将科学与实际问题解决相结合，强调了数学和量子物理在解决现实挑战中的潜在应用。

　　除了探讨社会问题，Navascués教授还深入研究了量子物理在时间领域的许多影响。他特别提及了《Back to the Future》一书，该书描述了高中生马蒂·麦克弗莱的故事，他在不经意间阻止了他父母的相遇。如果他不能成功地将他们联合在一起，他自己就永远不会存在。这个故事涉及到平行宇宙和时间循环，是典型的量子领域问题。

　　Navascués还提及了一种假设性的技术，即量子遥控器，如果它存在的话，可以使一只公鸡在量子层面后退成为鸡蛋的状态，然后通过量子控制器将鸡蛋快进到成为烤鸡的状态，从而代表了这只公鸡的未来形态。同样，对于沙漏这种物理系统，在特定的时间点可以被定义为其"状态"，从沙子从顶部全部滑落到底部的状态变化，也可以被视为"状态"的改变。如果能够实现时间传输，沙子将能够返回到最初位于顶部的状态。

　　这种时间传输的概念适用于所有物体。然而，时间传输必须遵循特定的规则，无论是时间倒流还是前进，都需要依从相应的规则。此外，物体的状态必须与相关的量子系统相匹配，例如，鸡蛋无论如何改变时间都不可能变成泰迪熊。

　　在讲座的结尾，Navascués教授提到了一部备受关注的科幻小说《Red Thunder》。该书讲述了一位自学成才的科学家发现了一种在一到两周内将人类从地球送往火星的方法，以及人们在火星上的生存故事。

　　最后，Navascués指出，将科幻小说引入现实的科学研究可能在短期内并不能获得很大的成就，现实中人们对这种做法的评价也存在很大分歧。然而，科幻小说确实具有激发人们思想、拓展思维的作用，这些都对未来的科学研究产生着积极的影响。