量子力学理论自一个世纪前提出以来,已改变了日常生活,但它究竟如何运作仍是个谜。《自然》杂志周三发布的一项调查显示,物理学家们对实际发生的情况存在严重分歧。
“闭嘴,计算!” 这是量子物理学中的一句名言,体现了科学家们在解开这一世界重大悖论时的挫败感。在过去的一个世纪里,基于量子力学的方程始终准确地描述了极小物体的行为。然而,没人知道数学背后的物理现实中究竟发生了什么。
问题始于20世纪之交,当时科学家们意识到经典物理学原理并不适用于原子层面的事物。令人困惑的是,光子和电子似乎既表现得像粒子又像波。它们还能同时处于不同位置,拥有不同速度或能量水平。1925年,奥地利物理学家埃尔温·薛定谔和德国的维尔纳·海森堡开发了一套复杂的数学工具,用概率来描述量子力学。这个 “波函数” 使得预测粒子测量结果成为可能。这些方程推动了大量现代技术的发展,包括激光、LED灯、核磁共振扫描仪以及计算机和手机中使用的晶体管。但问题依然存在:数学之外的世界里究竟发生了什么?
为纪念量子力学诞生100周年,全球许多顶尖物理学家上个月齐聚德国黑尔戈兰岛,海森堡曾在那里写下他著名的方程。1100多名物理学家回应了《自然》杂志开展的一项调查。结果显示,“物理学家们对量子理论对现实的描述,存在惊人的缺乏共识”,《自然》杂志在一份声明中表示。超过三分之一(36%)的受访者青睐最广泛接受的理论,即哥本哈根诠释。
在经典世界里,无论我们是否观察,一切都有确定的属性,如位置或速度。但根据20世纪20年代海森堡和丹麦物理学家尼尔斯·玻尔提出的哥本哈根诠释,在量子领域并非如此。该理论称,只有当观察者测量一个量子物体时,它才会从可能的选项中确定为一个特定状态,这被描述为其波函数 “坍缩” 为单一可能性。这一想法最著名的描述是薛定谔的猫,在有人窥视盒子之前,它同时处于既生又死的状态。巴西物理学哲学家德西奥·克劳斯在回应调查后告诉《自然》杂志,哥本哈根诠释 “是我们所拥有的最简单的理论”。尽管该理论存在问题,比如无法解释为什么测量会产生这种效果,但他说,其他替Ļ..
但大多数物理学家支持其他观点。15% 的受访者选择了 “多世界” 诠释,这是物理学中几个提出我们生活在多元宇宙中的理论之一。它断言波函数不会坍缩,而是会分支成与可能结果数量一样多的宇宙。所以当观察者测量一个粒子时,他们得到的是其在自己世界中的位置,但在许多平行宇宙中,粒子处于所有其他可能的位置。美国理论物理学家肖恩·卡罗尔在调查中说:“这需要我们对世界的直觉进行重大调整,但对我来说,这正是我们从一个关于现实的基础理论中应该期待的。”
量子专家们在该领域面临的其他重大问题上也存在分歧。量子世界和经典世界之间是否存在某种边界,在那里物理定律会突然改变?45% 的物理学家回答是,同样45% 的人回答否。只有24% 的人表示他们相信自己选择的量子诠释是正确的。四分之三的人认为,有一天它会被一个更全面的理论所取代。








量子物理真神秘,众说纷纭好精彩!
量子物理真神秘,专家也分歧多多!