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第51章 物质的类和属性清单（第1页）

在伦理讨论问题告一段落后，李默团队将注意力重新聚焦到量子分子编程技术的本质探索上。伦理边界让他们明确了＂不能做什么＂，而现在他们需要更清晰地理解＂能做什么＂和＂如何更好地做＂。

这一切源于一次偶然的学术演讲。

周五下午，李默在维尔斯研究所内部组织的一场跨学科研讨会上，分享了他关于量子信息与物质操控的最新进展。演讲结束后，研究所里一位专攻复杂系统建模的吴研究员提出了一个有趣的问题：

＂李教授，听了您的讲解，我不禁想到一个类比。您的量子分子编程技术，从某种意义上看，是不是可以类比为物质世界的＇面向对象编程＇？您在操控微观粒子时，其实是在定义它们的＇类＇和＇属性＇，然后通过量子信息场来调用这些属性？＂

这个问题像闪电一样击中了李默。回实验室的路上，他一直在思考这个类比。物质确实可以视作带有属性和方法的＂对象＂，而量子分子编程则是在编写＂控制这些对象的代码＂。

回到实验室，李默兴奋地召集了团队。

＂我想我们可能找到了理解和优化量子分子编程的新框架，＂他说，眼睛闪烁着思考的光芒，＂我们需要建立一个物质世界的＇类＇和＇属性＇清单，就像程序员定义软件对象一样。＂

玛利亚作为团队中唯一有编程背景的成员，立即理解了这个思路：＂你是说，我们可以把分子看作＇类＇，它们的物理化学特性看作＇属性＇，它们之间的相互作用看作＇方法＇？＂

＂正是如此，＂李默点头，＂这样思考可能会让我们的QuantumScript语言更加结构化和直观。＂

团队很快投入到这项新工作中。他们在白板上绘制了一个初步的物质＂类层次结构＂，从基本粒子开始，向上扩展到原子、分子、聚合物等。

＂每个＇类＇都有其特定属性，＂张磊指出，＂比如原子有质量、电荷、自旋等属性，分子则还有键角、键长、分子极性等更复杂的属性。＂

林小雨思考着说：＂那么物质之间的相互作用就是这些＇类＇的＇方法＇，比如静电吸引就可以视为某种＇方法调用＇。＂

＂这个思路让我们能更系统地规划量子操控指令，＂李默边在笔记本上记录边说，＂我们可以创建一个分层的量子编程框架，每种物质类型对应一组量子操作原语。＂

玛利亚已经开始在电脑上设计这个框架的初步结构。她提议：＂我们需要定义一套完整的物质＇类型系统＇，包括基本属性、继承关系和交互方法。这将是QuantumScript2.0的基础。＂

接下来的一周，团队分成几个小组，致力于构建这个物质的面向对象框架。李默和林小雨负责理论构建，玛利亚和另外两名助手负责编程实现，张磊则带领实验团队设计验证实验。

在一个特别布置的会议室里，墙上贴满了图表和便利贴。李默和林小雨正在完善物质的＂类＂和＂属性＂清单。

＂水分子可以被定义为一个包含三个原子的＇类＇，＂李默指着白板上的示意图说，＂它有分子量、极性、氢键形成能力等＇属性＇，还有溶解、氢键结合等＇方法＇。＂

林小雨补充道：＂基于我们的模型，水分子的行为可以通过这些属性和方法全面描述和预测。当我们在量子场中操控水分子时，实际上是在调用或修改这些属性和方法。＂

与此同时，玛利亚的团队正在将这些概念转化为QuantumScript2.0的具体语法和功能。她创建了一种描述物质特性的新语法：

玛利亚补充道：＂我们将物质视为对象，就像软件工程中那样。每种物质都是一个＇类＇（Class），具有特定的＇属性＇（Properties）和＇方法＇（Methods）。属性是物质固有的特性，比如质量、电荷；方法则是物质的行为方式，比如如何与其他物质相互作用，或者如何响应外部场。＂

她在屏幕上调出了一个示例，是他们初步构建的＂水分子类＂定义。

＂你看，＂玛利亚指着屏幕解释，＂我们定义了水分子的基本属性，比如它的精确质量、固有的偶极矩、氢氧键的键角，以及几种主要的振动模式。然后，我们定义了它的交互行为，比如它能够形成氢键，能够溶解极性物质，以及它会对电场做出响应。最后，也是最关键的，我们定义了它的量子控制响应接口——我们可以命令它对齐到某个方向的场，移动到指定的坐标，或者旋转特定的角度。＂

这种结构化的描述，清晰地将水分子的物理化学特性与其在量子场中可被编程控制的行为联系了起来。

＂这种方式让我们能明确定义每种物质的特性和行为，＂玛利亚向团队解释，＂然后我们可以基于这些定义编写更高级的量子控制程序。＂

张磊的实验团队设计了一个简单的验证实验，测试这种面向对象框架在实际操控中的效果。实验目标是同时操控水分子和甲醇分子，让它们以特定方式排列。

＂使用传统方法，我们需要为每种分子编写不同的、非常底层的控制指令，需要精确计算每个分子在每个时间点的受力与移动轨迹，过程非常繁琐且容易出错，＂张磊解释道，＂但使用新框架，逻辑就清晰多了。我们首先在程序里创建水分子的＇实例＇和甲醇分子的＇实例＇，就像在程序里创建变量一样。然后，我们定义一个我们想要的排列模式，比如一个边长2.8埃的正六边形。最后，我们只需要一个指令，告诉系统，按照这个六边形模式，把我们刚才创建的这几个特定分子实例（比如两个水分子、一个甲醇分子、一个水分子、两个甲醇分子）排列好就行了。＂

实验中，张磊团队首先使用传统量子控制方法尝试排列，过程复杂，耗时近三小时，且由于控制精度问题，成功率仅约60%。随后，他们使用新框架进行了同样的实验，结果令人惊喜：整个编程和准备过程大大简化，实际操作时间缩短到45分钟，最终排列的成功率也提高到了88%。

一周后，团队汇集成果，整理出了第一版物质＂类＂和＂属性＂清单，包含了常见原子、简单分子及其基本交互方式。李默将这份清单命名为＂物质对象模型＂（MaterialObjectModel，MOM）。

＂MOM不仅仅是一个工具，＂李默在总结会上说，＂它是一个理解框架，帮助我们将编程思维与物质操控统一起来。＂

玛利亚向团队展示了基于MOM的QuantumScript2.0初版，这个版本包含了物质类型系统、交互描述语言和量子场配置接口。