科學(xué)家們剛剛承認(rèn)沒有人真正了解量子物理學(xué)

自一個世紀(jì)前提出以來，量子力學(xué)理論已經(jīng)改變了日常生活，但它是如何運作的仍然是個謎——物理學(xué)家們對實際發(fā)生的事情存在嚴(yán)重分歧。期刊上的一項調(diào)查自然界周三說。

“閉嘴算算！”名言在量子物理學(xué)中，這說明了科學(xué)家們在努力解開世界上最大的悖論之一時的挫敗感。

在上個世紀(jì)，基于量子力學(xué)的方程始終如一地準(zhǔn)確地描述了極小物體的行為。

然而，沒有人知道數(shù)學(xué)背后的物理現(xiàn)實中發(fā)生了什么。

相關(guān)：一個被忽視的量子理論能否幫助宇宙再次變得有意義？

這個問題始于 20 世紀(jì)之交，當(dāng)時科學(xué)家們意識到物理學(xué)的經(jīng)典原理不適用于原子水平上的事物。

令人費解的是，光子和電子的行為似乎既像粒子又像波。它們也可以同時處于不同的位置，并具有不同的速度或能量水平。

1925年，奧地利物理學(xué)家歐文·薛定諤和德國維爾納·海森堡開發(fā)了一套復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具，使用概率來描述量子力學(xué)。

這種“波函數(shù)”使得預(yù)測粒子的測量結(jié)果成為可能。

這些方程導(dǎo)致了大量現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，包括激光、LED 燈、核磁共振成像掃描儀以及計算機(jī)和手機(jī)中使用的晶體管。

但問題仍然存在：數(shù)學(xué)之外的世界到底發(fā)生了什么？

一只令人困惑的貓

為紀(jì)念量子力學(xué)誕生 100 周年，許多世界頂尖物理學(xué)家上個月聚集在德國黑爾戈蘭島，海森堡在那里寫下了他著名的方程式。

其中 1,100 多人回復(fù)了領(lǐng)先科學(xué)期刊進(jìn)行的一項調(diào)查自然界.

結(jié)果表明，“物理學(xué)家對量子理論對現(xiàn)實的看法嚴(yán)重缺乏共識”，自然界在一份聲明中說.

超過三分之一（36%）的受訪者贊成最被廣泛接受的理論，即哥本哈根解釋。

在古典世界中，無論我們是否觀察它們，一切都有定義的屬性——例如位置或速度。

但根據(jù)海森堡和丹麥物理學(xué)家尼爾斯·玻爾在 1920 年代提出的哥本哈根解釋，量子領(lǐng)域的情況并非如此。

理論認(rèn)為，只有當(dāng)觀察者測量量子物體時，它才會從可能的選項中確定特定狀態(tài)。這被描述為它的波函數(shù)“坍縮”為單一的可能性。

對這個想法最著名的描述是薛定諤的貓，它同時在盒子里活著和死著——直到有人偷看里面。

哥本哈根的解釋“是我們所擁有的最簡單的”，巴西物理哲學(xué)家德西奧·克勞斯 （Decio Krause） 告訴自然界回復(fù)調(diào)查后。

盡管該理論存在問題——例如沒有解釋為什么測量會產(chǎn)生這種效果——但替代方案“提出了其他問題，對我來說，這些問題更糟糕，”他說。

進(jìn)入多元宇宙

但大多數(shù)物理學(xué)家支持其他觀點。

15% 的受訪者選擇了“多世界”解釋，這是物理學(xué)中提出的幾種理論之一我們生活在一個多元宇宙中.

它斷言波函數(shù)不會坍縮，而是分支成盡可能多的宇宙，只要有可能的結(jié)果。

因此，當(dāng)觀察者測量一個粒子時，他們得到了他們世界的位置——但它位于許多平行宇宙中的所有其他可能位置。

“這需要我們對世界的直覺進(jìn)行戲劇性的重新調(diào)整，但對我來說，這正是我們應(yīng)該對現(xiàn)實基本理論的期望，”美國理論物理學(xué)家肖恩·卡羅爾在調(diào)查中說。

量子專家們在該領(lǐng)域面臨的其他重大問題上存在分歧。

量子世界和經(jīng)典世界之間是否存在某種界限，物理定律突然發(fā)生變化？

45% 的物理學(xué)家對這個問題的回答是肯定的——完全相同的百分比回答是否定的。

只有 24% 的人表示他們相信他們選擇的量子解釋是正確的。

四分之三的人認(rèn)為，有一天會被更全面的理論所取代。

?法新社

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