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《自然》对量子力学诠释的调查

已有 181 次阅读 2025-8-4 07:56 |个人分类:量子力学|系统分类:海外观察

量子力学是现代科技的基石,却在百年后依然没有公认的“现实诠释”,这一领域长期充满争议。Nature通过向15000多名相关作者与出席百年盛会的物理学家发出调查问卷,收回1100余份答卷,得出迄今最大规模的关于量子力学基础观念分歧的实证数据。

我先说几点看法:

  • 对量子力学的理解还没有建立起来,表中列举的所有诠释认可度都不够。

  • 基本科学理论需要投票,而不是依据事实与逻辑,令人悲哀。

  • 国内大学的量子力学教育是落后的,甚至可以说是错误的。如果基础理论存在重大争议,教育应该反应真实,而不是站边。如果不知道这些争议,则更可悲。

  • 表中所有诠释都没有搞清楚量子的基本定义,即使在数学体系中已经体现了。比如,薛定谔猫根本不是量子,因为它就不能用来做干涉实验。无论死猫还是活猫,都没有相位。

  • 做量子力学基础理论的,很少接受哥本哈根诠释,这与十几年前的调查一致。

  • 很遗憾全局近似诠释没有进入单独统计分类,但它是最全面的诠释。

重要调查结论  

理论分歧极深——

  • 36%受访者认为波函数是真实存在的实体(本体)。

  • 47%认为波函数只是实用工具,是对观测结果概率的描述。

  • 8%认为波函数仅仅反映观测者的主观信念。

  • 显示实在论(realist)与认知论(epistemic)立场在物理学界高度对立且无法弥合。

经典与量子界限争议——

  • 45%认为存在量子与经典世界的分界线。

  • 45%认为不存在明显分界。

  • 10%不确定,显示基础概念认知分裂。

诠释流派及自信度——

  • 哥本哈根诠释仍占最大份额36%,但仅18%受访者相信或者比较相信,还有一半信心不足。

  • “多世界”诠释有15%支持,Bohmian力学有7%,自发坍缩理论4%。

  • 哥本哈根坚定者几乎一半为实验物理学家,理论学者更偏向多样化立场。

  • 有从事量子基础或哲学研究的学者只20%选择哥本哈根,多持怀疑或其他流派。

  • 很多自认属于同一阵营的学者,面对细节分歧时也无法达成共识,反映所谓“哥本哈根诠释”本身其实范畴模糊。

现代趋势与重要新流派——

  • 明显出现以认知论(epistemic view)为核心的新兴诠释潮流——2016年仅7%支持相关观点,如今达17%。

  • 包括QBism、关系量子力学等,强调波函数并不描绘现实,而仅为预测观测提供知识工具。

  • 随着量子信息领域兴起“实用主义”趋势增强:很多学者仅专注实际计算与应用,不愿深究哲学意义,被称为“Shut up and calculate”派。

物理学家间最大分歧在于:量子理论究竟描绘了物理实体本身,还是仅仅提供了关于观测结果的概率预测?哥本哈根学派强调观测限制,被批评掩盖了更深层的测量问题。多世界理论、Bohmian力学和自发坍缩流派,各自试图回答测量问题和波函数实在性,但都存在各自难以解决的概念或实验困难。

调查结论凸显量子力学基础问题百年未解,分歧反而因新实验、量子科技应用而变得更为鲜明和多元。作者及被访专家均认为,正邀请物理学家和哲学家继续共同推动基础诠释的研究,保持开放、激烈争论和多视角探索精神,才是推动这一领域前行的唯一途径。

简要总结:   Nature的调查表明,在波函数实在性、量子与经典界限和最佳诠释等根本性问题上,物理学界罕见地、持久地存在深刻分歧。哥本哈根仍占最大份额,但已经不是主流,多元竞争突出,认知论新潮流兴起。量子力学基础的困惑与百年后的多元现实,本身已成为现代物理最奇特的现象之一。           

原文链接:https://www.nature.com/articles/d41586-025-02342-y



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