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[转载]+[原创)没有人真懂量子力学吗?

已有 225 次阅读 2025-8-5 18:11 |个人分类:问题讨论|系统分类:观点评述|文章来源:转载

       最近,物理学界大地震了!诺奖得主当场互怼,没人懂量子力学!没人知道现实是什么!

       刚刚在物理界掀起了大风波,这场剧目的导火索正是那本顶级科学杂志《自然》7月30日刊出的一篇重量级调查报告。

       这个风暴的焦点,就是那套我们既熟悉又觉得挺玄乎的理论——量子力学,它撑起了我们现代的方方面面,从手机芯片到核电站,几乎无处不在。它的公式靠谱得很,百试百灵。不过,就是这么一个“功臣”,背后却藏着一个让爱因斯坦都“至死都难以平息”的深坑:

      它描绘的那个世界,到底什么模样?    

       诺贝尔奖得主当场吵翻,物理学界顶级大佬们公开承认:没人懂量子力学,整整100年,我们可能都搞错了“现实世界”的真实模样。

◆ 01  神仙打架:当大佬们不再“闭嘴,计算”

       就在上个月,德国黑尔戈兰岛纪念量子力学100周年的顶级峰会上,戏剧性的一幕上演了。

       2022年诺贝尔物理学奖得主安东·蔡林格教授,对着满堂的物理学家,语出惊人:“根本就没有什么量子世界!” 他认为,所谓的量子态,只是存在于我们脑子里的“信息”,而非客观现实。

       话音刚落,和他同时获得诺奖的阿兰·阿斯佩教授立刻针锋相对:“我不同意。”

       大佬当场互怼,场面一度十分尴尬。但这并非个人恩怨,而是物理学界一场持续了百年的思想内战的缩影。《自然》杂志由此对全球超过15000名量子研究者,通过电子邮件发起了史上最大规模调查,希望能彻底揭开这场战争的残酷真相。

       我们就像手拿菜谱的厨师,总能做出美味的蛋糕,却对原材料究竟是面粉还是星尘一无所知。

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02  三大门派的终极对决:你的世界观属于哪一派?

       调查显示,物理学家们对“现实”的看法,分裂成了好几个“门派”,主流的有三个,每一个都足以颠覆你的三观。

1. 保守派:哥本哈根诠释(36%支持率)

        这是教科书上的标准答案,也是最“耍赖”的答案。它的核心思想是:别问,问就是“观测”。一个粒子在你观测它之前,可以同时在任何地方(叠加态)。而你的“观测”行为,像上帝之手一样,瞬间让它确定下来(塌缩)。

        哥本哈根派就像一个不愿解释魔法原理的魔术师,他只告诉你:你看,它变了。至于怎么变的:闭嘴,计算!

2. 激进派:多世界诠释(15%支持率)

        这是科幻迷的最爱。它认为,根本不存在什么“塌缩”。每次你进行一次“观测”选择,宇宙就会像一棵大树一样分裂出新的枝丫,诞生一个全新的平行宇宙。在一个宇宙里,你向左走;在另一个宇宙里,你就向右走了。

       你每一次犹豫不决的选择,都不是选择困难,而是在行使创造宇宙的权力。恭喜你,在另一个世界里,你可能已经实现了那个未竟的梦想。

3. 信息派:认识论诠释”(约17%支持率)

       这是最富哲学思辨的一派,也是开头蔡林格教授的立场。他们认为,量子力学描述的不是“世界是什么”,而是“我们能知道关于世界的什么”。波函数不是现实本身,而是我们对现实的认知和信息。

       世界并非客观地“在那里”,而是通过我们与它的互动,以“信息”的形式呈现在我们面前。你看到的,只是你想看到的。

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03  数据不会说谎:分歧比想象中更可怕

      《自然》的调查数据,就像一面镜子,照出了物理学界思想的混乱与割裂。

       波函数是真实的吗?36%认为是,47%认为只是个工具。

       量子和现实世界有边界吗?45%认为有,45%认为没有。旗鼓相当!

       一个电子能同时穿过两条缝吗?31%说能,14%说不能,而高达48%的人说:这个问题本身就没意义!

       最令人震惊的是,即便科学家们选了同一个“门派”,他们对具体问题的回答也常常自相矛盾。这意味着,很多人甚至连自己信仰的“主义”都没搞明白。

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04  未来在哪?尴尬的希望

       这场百年争论,会走向何方?

       超过四分之三的科学家相信,量子力学并非终极理论,未来一定会有更完善的理论出现,将它与爱因斯坦的引力论统一起来。那时,或许所有的谜题都会迎刃而解。

       但在此之前,我们正处在物理学最尴尬也最迷人的时刻:手握着通往宇宙终极秘密的钥匙,却不知道门后究竟是怎样的风景。

        正如一位物理学家所言,无法向大众解释现实是什么,是“令人尴尬的”。但另一位学者却认为,这种思想的百花齐放,恰恰是“创造力与进步的源泉”。

        那么,你呢?在科学家们吵出结果之前,你愿意相信哪个版本的现实?

参考文献:

Gibney, E. Physicists disagree wildly on what quantum mechanics says about reality, Nature survey shows. Nature 643, 1175-1179 (2025). https://doi.org/10.1038/d41586-025-02342-y

        在近代物理学发展过程中,科学家们发现了一个令人非常困惑的现象:微观粒子(如光子、电子等)既表现出波的特性,又表现出粒子的特性。这看似矛盾的双重属性,被称为"波粒二象性"。

        这一发现彻底颠覆了传统物理学的认知。在经典物理学中,世界被清晰地划分为波和粒子两种基本存在形式。波,如水波、声波,能够发生干涉、衍射等现象;而粒子则是离散的、局域的物质单元。二者本应泾渭分明,互不混淆。

       当科学家研究光的本质时,这一截然二分的认知开始动摇。在某些实验中,光表现得像波一样,发生干涉和衍射;在另一些实验中,光又表现得像粒子,以光子的形式离散地传递能量。这一现象最初被认为只是光的特性,但随着研究的深入,发现所有微观粒子都具有这种双重性质。

       爱因斯坦曾评论道:“五十年的思考也不能让我更接近回答'什么是光子'这个问题。当然,现在每个傻瓜都以为他知道答案,但他错了。”

       爱因斯坦说:“我思考量子力学的时间百倍于广义相对论,但依然不明白”;“量子力学是很不错,但我内心的声音告诉我,它不是事物真正的本质。这一理论能得到很好的结果,但它无法告诉我们上帝的秘密。不管怎么样,我坚信,上帝不掷骰子。”

       费曼说:“我想我可以有把握地说,没有人真正理解量子力学;我们知道它如何计算,但不知道它为何要这样计算,但只有这样去计算才能得出既有趣又有意义的结果”。“薛定谔方程是猜想出来的”。

       玻尔说:“如果谁没被量子力学搞得头晕,那他就一定是不理解量子力学。”

       狄拉克说:“我认为量子力学的基础还没有正确的建立起来。因此,关于现代量子力学基础是正确的说法,我是不能接受的。我认为很可能在将来的某个时间,我们会得到一个改进了的量子力学,使其回到决定论,从而证明爱因斯坦的观点是正确的。”

05  物质粒子辐射空间本底量子新概念与相关基础物理理论的关系

       经典力学以粒子(质点)概念为基础,量子力学以粒子波动性概念为基础,但是粒子波动性究竟是怎样形成的?粒子内在的周期性因素与其“空间本底量子辐射”相生相伴吗?德布罗意物质波具有物理实质性吗?现在看来这些问题都可以通过朱林提出的“物质粒子辐射空间本底量子新概念”或“粒子波动演生时空”得以全面深入地理解和把握,其系统性研究主要结果如下:

       ①揭示了量子力学基础的粒子波动性的物理机制,自然地推导出康普顿波和德布罗意物质波以及薛定谔方程与普朗克长度。②揭示了经典力学基础的惯性起源与引力机制,自然地推导出牛顿第二定律和万有引力定律。③提升经典力学数学化的绝对时间和绝对空间为物理化和物质化及其动态量子化的时间之矢与空间本底,展现粒子波动演生时空新图景。④揭示狭义相对论理论基础的光速极限性,推导出洛伦兹变换与质能关系和质速关系。⑤揭示广义相对论基础的惯性质量等于引力质量的物理根源,推导出适合广义相对论的坐标变换,给出爱因斯坦引力场方程与哈勃宇宙特征引力和特征惯性力以及微观普朗克特征力的全息关联性;预计普朗克时空之下,还有10–104秒和10–96的更小时间间隔与更小空间间隔;物质粒子辐射空间本底量子新概念物理图景与广义相对论的物质质量能量存在导致时空弯曲、物体在某种加速运动中,产生时空涟漪和引力波相对应。⑥自然地推导出哈勃定律,推得宇宙空间尺度随时间的变化关系与暗能量居于主导地位情形下的弗里德曼的解一致,与德西特时空一致;按由此揭示的质量时变引力机制,于1996年和1997年相继发表论文预测并阐释了宇宙加速膨胀,且能自然地解决星系旋转曲线疑难问题(无需宇宙大爆炸与暴胀和暗物质暗能量概念)。⑦能够阐明量子场论计算的宇宙学常数比实际观测大120个数量级问题。⑧给出哈勃常数普遍性意义、给出引力常数与哈勃常数和光速的关联公式、给出精细结构常数和黑洞新的物理含义。⑨把微观宏观和宇观一些核心的基本物理定律联系和统一起来。⑩把经典力学、量子力学、狭义与广义相对论和宇宙膨胀理论及地球膨胀学说联系协调起来,给出这些基础物理理论与学说以共同的物理基础和物质基础;表明物质粒子波动性与惯性和引力以及宇宙膨胀及加速膨胀乃至星系旋转曲线均根源于物质粒子空间本底量子辐射。可推得82个新老物理公式,可尝试系统解决70个物理学及其相关疑难问题,所作出的52项预测如今已有一部分得到了检验验证。

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