作为著名的物理学家，享有当代“爱因斯坦”美誉的斯蒂芬.霍金写过一本畅销的物理科普书籍，叫《时间简史》，虽然它被称作科普书籍，但里面的理论即使对于物理专业的人来说都不易懂。小编将这本书里的内容与现在的技术创新连在一起，更通俗的给大家介绍一些具有实际应用意义的理论及现在的技术发展，同时鉴于霍金虽然是一个深受疾病折磨的残疾人，但仍然阻挡不了他传奇的人生，他不仅是最有名的物理学家，同时也是畅销书作家、幽默风趣的演讲家，还是影视歌三栖的娱乐明星，小编在后面也给大家讲一讲霍金这个人的一生（其实是八卦哈哈），让我们一起领略下巨人（超级IP）的人格魅力。小编将本系列就分成四个部分：
第一篇：霍金和他的理论
第二篇：霍金语录
第三篇：霍金的传奇人生
第四篇：宝宝也可以读霍金
第一篇霍金和他的理论
1.量子和量子力学的基础逻辑
在霍金的《时间简史》中讲到，原子由更小的微观粒子：电子、中子和质子组成，质子和中子本身又由更小的称为夸克的粒子组成。这些微观粒子就以量子统称，量子的运动规律就是在量子力学要研究的内容，每一种量子都有一种反粒子存在。反粒子的电荷和该量子属性相反。例如，电子的反粒子称为正电子，它具有正电荷，也就是和电子的电荷相反。
霍金认为：量子之间所有的力或者相互作用应该都是由量子携带的，量子本身具有携带力。量子之间相互作用所引起的反弹，改变了量子的速度，其道理和发射炮弹之后大炮后退是相同的。然后，一种量子又和另一种量子碰撞并吸收，改变双方量子的运动。
2．量子力学理论颠覆性-量子纠缠
起初，爱因斯坦时代的观念认为宇宙是有规律、有确定性的，爱因斯坦曾经认为的“上帝不玩骰子”就是确定论学说。这个观念在延续了数百年后，霍金以及其后的物理学家们证明了“上帝是个老赌徒，他在每一种可能的场合掷骰子”，这就是著名的量子力学理论。
霍金认为，宇宙不是确定性的，而是基于可能性的，其中测量行为本身就会影响被测量物；也就是说量子之间是互相影响的。伴随着这一理论带来的是一系列的观念：粒子从根本上说既不在这儿也不在那儿，但一旦固定下来，就又在这儿也在那儿—它们处于这儿和那儿的叠加态。这一理论也表明粒子之间可能存在着诡异的联系：即使是一个广阔的空间，其中一个受到作用，另一个也会立刻感到变化，这也称作“量子纠缠”。
量子纠缠态
对量子叠加态或纠缠态的一个经典实验就是薛定谔的“猫态实验”。实验是这样的：在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。之后，有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。根据经典物理学，在盒子里必将发生这两个结果之一，而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。然而在量子的世界里，当盒子处于关闭状态，整个系统则一直保持不确定性的波态，即猫生死叠加，猫既是死的又是活的。这个理论会有大的应用，在下面两节中会提到。
3.量力力学的技术应用
由于提出了叠加态或纠缠态对于量子力学具有重要意义，该理论已在一些前沿领域中得到应用，特别是在量子计算和量子信息方面（例如，量子远程通信）。
量子通讯应用于量子态隐形传输、量子动态加密等；量子计算应用于量子计算机，而由量子系统构成的计算机来模拟量子现象，则运算时间可大幅度减少；量子不像半导体只能记录0与1，可以同时表示多种状态；一个40位元的量子计算机，可以解开位元的电子计算机花上数十年解决的问题。
量子计算机
4.未来20年内量子力学在各个领域的应用革新
首先，量子计算机会进一步发展并应用到各个领域。比如能源、物流、药物设计及金融等行业，互联网大数据部门也会因此获得更大发展。即便是简单的量子计算机也可以处理传统机器无法解决的各类问题，如优化贸易策略、从科学文献中选出有希望的药物等。谷歌称这样的计算机在未来五年内即可投入商业使用。而IBM已经向公众开放了一台初级量子计算机。大型科技公司和创业公司都在探索这些设备不同寻常的能力，可以想见，在不远的未来量子计算机的应用将十分广泛！
其次，量子纠缠还可以提高各个领域的精度。如利用纠缠改进原子钟，可以比目前应用在卫星定位上的钟更准确，还能几个数量级的提升导航精度，让自动驾驶汽车更加安全可靠。未来我们无需挖开路面就能发现地下管道，还可以追踪藏匿于深海的潜艇，未来再也不会发生飞机失事后一直不能找到残骸的情况了！
然后，量子论的特性还可以让信息传递不再担心被窃听。无论用叠加态还是纠缠态的粒子编制成的信号，每一分钟产生一个动态密码，使得敌方永远不可能解开密码，信号无法被窃听、复制或转递。显然，各国政府和公司都对这个非常感兴趣。
最后，对于大部分从事技术工作和创新工作的人来说，接下来的挑战是应用上的，而非理论的，它未开发和未发现的潜能是最令人激动的，互联网之后的下一个风口极有可能是量子技术的应用，其更广阔的的前景需要我们去预见和开发！
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