薛定谔的猫、凭空出现和消失的电子、鬼魅般的超距作用……这些抽象的概念很容易让人认为，量子力学离自己的生活很远。但实际上，量子力学不仅是计算机、智能手机和医学成像设备等许多现代技术的基础，而且还带来了化学、生物学等领域的全新发现。量子力学与经典物理学的交锋及其引发的哲学认识论问题，则更是令无数人津津乐道。
本书的作者是2022年诺贝尔物理学奖得主、量子信息领域先驱安东·蔡林格，他在书中回溯了量子力学的诞生和发展史，阐述了从爱因斯坦和普朗克的早期理论到近年来量子隐形传态前沿研究的各个阶段。蔡林格用扣人心弦的科研叙事，串联起物理学史上一个个惊人的发现，将深奧的量子力学理论清晰易懂地呈现在读者眼前。书中不仅讲解了量子力学领域标志性的经典概念，包括波粒二象性、量子纠缠、海森伯不确定性原理等，而且细致探讨了量子力学中一些突破性的实验，例如纠缠粒子的产生和量子信息的成功传送，并解释了这些实验是如何为量子计算和量子密码学等充满想象力的崭新学科铺平道路的。
在本书中，读者将穿越群星璀璨的物理学史，感受伟大头脑的求知激情，体会量子力学反直觉、反日常经验的有趣特质，了解量子力学的广泛适用性和革新技术的无限潜力，展开对意识和现实世界关系的哲学思考，在愉悦的阅读体验中深入神秘动人的量子力学世界。

安东·蔡林格
2022年诺贝尔物理学奖得主
维也纳大学物理学教授
奥地利科学院量子光学和量子信息研究所负责人
量子物理基础检验和量子信息领域的先驱和重要开拓者

推荐序一
推荐序二
序言 别有洞天的多瑙河河底
1 太空旅行
2 光是什么
3 牧羊犬与爱因斯坦的光粒子说
4 爱因斯坦与他的诺贝尔奖
5 矛盾
6 确实存在的不确定性
7 量子不确定性：是我们无知，还是原本如此？
8 反对隐形传态的量子判决
9 量子纠缠力挽狂澜
10 爱丽丝与鲍勃在量子实验室
11 光的偏振：匡廷格教授的一次讲座
12 爱丽丝和鲍勃发现了双生粒子
13 约翰论爱因斯坦、波多尔斯基和罗森
14 约翰论定域隐变量
15 爱丽丝和鲍勃实验扑朔迷离的结果
16 约翰·贝尔的故事148大洋刘
17 出乎意料的爱丽丝与鲍勃
18 超越光速，穿越回过去？
19 爱丽丝、鲍勃和光速极限
20 漏洞
21 蒂罗尔山上
22 量子博彩
23 双光子量子博彩
24 量子货币——宜宣告假币覆灭
25 量子卡车的超载运输
26 纠缠原子发射源及早期的实验
27 超级发射源与通信漏洞封堵
28 多瑙河岸的量子隐形传态
29 多光子奇迹及量子隐形传态
30 纠缠的隐形传态
31 进一步的实验
32 量子信息技术
33 量子隐形传态的未来
34 特内里费岛上空的信号
35 最新进展以及若干开放性问题
36 这一切意味着什么？
附录 人人都能读懂的纠缠——一个量子谜团
术语表

别有洞天的多瑙河河底
每到1月1日，维也纳爱
乐乐团新年音乐会都会用乐
声迎来新的一年。这一盛会
在传统的维也纳音乐协会金
色大厅举行，吸引着全世界
数亿人。他们渴望欣赏施特
劳斯家族及其同时代音乐巨
匠们美妙绝伦的华尔兹、波
尔卡等风格的乐曲以及一些
序曲。随着演奏落幕，观众
席上掌声四起。然而，他们
所有人都在期待着返场节目
。旋即，如他们所愿，几缕
低沉的乐曲声自琴弦间升起
，掌声再次雷动。随后，乐
曲声停止，乐团指挥向现场
及全世界听众致新年贺词。
其间，乐曲声再次响起，乐
团演奏小约翰·施特劳斯著
名的圆舞曲《蓝色多瑙河》
。此曲兼容并蓄地表达了人
类的喜悦和忧伤，在存世的
乐曲中凤毛麟角。它当年为
维也纳皇家和宫廷舞厅的盛
大舞会而创，至今历久而弥
新。因此，人们常将此曲视
为奥地利的“第二国歌”。
然而，现场听众和电视
机前的观众却并不知道，在
距离金色大厅不远的维也纳
市区里，一项现代尖端科技
实验正在进行之中。这项实
验用科幻小说般的奇思妙想
引发我们对宇宙苍生的遐想
，挑战着人类的想象力。
最后，音乐会在最后一
个返场曲目——有史以来最
具活力、最欢快的乐曲之一
老约翰·施特劳斯的《拉德
茨基进行曲》的演奏声中结
束。我们离开音乐厅，驱车
驶向多瑙河。此时正值元旦
假期，美丽动人的维也纳冬
日里人流稀少。多瑙河分两
条支流穿过维也纳城，两者
中间形成一座长长的岛。我
们从一座桥跨过其中一条支
流，进入岛区。我们车上的
GPS（全球定位系统）并没
有显示这座桥，这座岛也不
向公众开放，除非你有公务
在身。
我们驶向了岛上隐身于
几棵大树后面的一座大楼。
这是维也纳污水系统泵站的
所在地。一条巨大的污水管
道穿过河底，连接河的两岸
。这条污水管道用于将河东
侧（维也纳人将这一侧的维
也纳城贴心地称为“多瑙河
对岸之地”）收集的全部污
水输送至河另一侧的一座大
型废水处理厂。有了这些，
重视环保的维也纳人便不会
担心污水被直接排入多瑙河
。
我们进入大楼，乘电梯
下行两层，来到了河下面。
步行一小段路之后，我们遇
到了两条分别通往河左右两
岸的宽敞隧道。巨大的隧道
里面，输送污水的管道和许
多电缆平行穿过。隐约之间
，我们发现，其中一条隧道
的入口附近，别有一番风景
。
我们在一个角落，看到
一间玻璃墙小屋。走近一些
，我们看到里面有激光灯，
还有很多高科技设备，包括
现代电子器件和计算机等。
在那里，我们遇到了鲁珀特
。他告诉我们，他是维也纳
大学的一名学生，正在写博
士论文。他希望尽快完成论
文，以便获得博士学位。他
论文的题目是“远距离量子
隐形传态”。我们请鲁珀特
简单解释一下眼前的情况。
他告诉我们，这个实验的目
的是将一个光粒子（光子）
从河岸的多瑙河岛一侧远距
离传送至岛对岸一侧。
看出我们不太理解，他
又微笑着向我们解释说，隐
形传态有点像科幻小说中的
“光传送术”，但又不完全是
。尽管我们没太昕瞳，但我
们却越发听得入迷。他答应
稍后会给我们一个更详细的
解释。此刻，我们只想大致
了解一些术语，熟悉一下有
关当前研究的一般概念和身
边的陌生环境。
我们了解到，这里的激
光器主要是用来产生一种非
常特殊的光的。光由被称为
光子的粒子组成，而这种特
殊的激光器能够产生相互“
纠缠”的特殊光子对。这里
的纠缠指的是两个光子彼此
紧密联系，我们将在本书后
文中做详细介绍。一组光子
对，当其中一个光子被测量
时，另一个光子的状态便同
时受影响，不管二者相距多
远。
“纠缠”这一概念由奥地
利物理学家埃尔温·薛定谔
在1935年提出，其意在描
述一种耐人寻味的状况。此
前不久，阿尔伯特·爱因斯
坦在与其年轻的同事鲍里斯
·波多尔斯基及纳森·罗森共
同发表的一篇论文中指出，
量子力学中出现了一个意义
重大的新情况。
……
在这间小屋子里，光纤
脱出了它的塑料外壳，伸进
一套与岛上设备类似但又规
模小很多的设备里。同样，
这里设有一台计算机，还有
一些诸如反射镜、棱镜之类
的光学器材以及许多电子设
备。鲁珀特解释说，要在这
里对被传送的光子进行测量
，特别是要证实其性质和特
点是否发生了变化。在通向
一张小桌子的几条电缆中，
我们看到有一条向上延伸，
直至我们所在大楼的顶部。
鲁珀特自豪地告诉我们，这
便是连接爱丽丝和鲍勃的“
经典”信道。这条信道构成
了两个实验者的标准无线电
连接。此刻，我们有点摸不
着头脑。这一经典信道有什
么用处？鲁珀特口中的纠缠
光子到底是什么？隐形传态
又是什么？
为了弄懂这些疑问，我
们爬上了房顶，顿时眼前一
片开阔。河对岸就是爱丽丝
所在的大楼，两座大楼之间
河流湍急。河面上，船只来
来往往，不疾不徐，几只鸭
子和天鹅正悠闲地戏水。回
首河岸这边，我们看到，紧
挨着我们所在的大楼，有一
座维也纳佛教团体建的小型
佛塔。顷刻间，我们的脑海
里