量子百年巨震!1101位物理学家大论战,75%预言将被颠覆?
在量子力学迎来其现代形态的百年纪念之际,一项针对1101位物理学家的调查,揭示了他们在量子理论中一些热门问题上的不同看法。
整整一个世纪前的1925年7月,著名物理学家维尔纳·海森堡写信给他的同事沃尔夫冈·泡利。在信中,海森堡坦言,他对力学的看法“日益激进”,并请求泡利尽快反馈一份他正在考虑是“完成……还是烧掉”的手稿。
这份手稿就是后来奠定了量子力学更具实验验证性的基础的《重新诠释》论文。因此,科学家们将《重新诠释》的发表日期视为量子力学的正式诞生日。
为了纪念这一百年纪念日,外媒向1101位物理学家征询了他们对该领域最具争议问题的看法。调查结果显示,与过去一样,量子物理学领域仍然存在着诸多分歧。
这份调查报告显示,物理学家们很少在量子力学的解释上达成一致,而且常常对自己的答案不太确定。他们倾向于在两点上达成共识:对量子力学中的数学进行更直观、物理的解释是有价值的(86%),以及,也许具有讽刺意味的是,量子理论本身最终将被一个更完整的理论所取代(75%)。新媒网跨境认为,这体现了科学的进步性和开放性。
这项调查总共联系了15582名物理学家,其中1101人做出了回应,回复率为7%。在这1101人中,有超过100名受访者提交了额外的书面回答,表达了他们对调查问题的看法。
“教科书式”方法仍然占据主导地位,但有一个需要注意的地方
参与者被要求说出他们最喜欢的对测量问题的解释。测量问题是量子理论中一个长期存在的难题,涉及量子态在叠加状态下的不确定性。在给出的选项中,没有出现明显的多数选择。其中,哥本哈根解释以36%的比例领先。简单来说,哥本哈根解释认为,量子世界与经典世界截然不同,量子态中的粒子只有在被经典领域的观察者测量时才会获得属性。
值得注意的是,哥本哈根解释的批评者尖刻地称其为“闭嘴计算”的方法。这是因为它经常为了更实际的追求而忽略了繁琐的细节,这对于量子计算等领域来说非常有效。然而,超过一半选择哥本哈根解释的物理学家承认,他们对自己的答案不太有信心,并回避了要求他们详细阐述的后续问题。
尽管如此,超过一半的受访者(64%)对其他几种更为激进的观点表现出了“健康的关注”。这些观点包括基于信息的方法(17%)、多世界解释(15%)和玻姆-德布罗意领航波理论(7%)。与此同时,16%的受访者提交了书面答复,要么拒绝所有选项,要么声称我们不需要任何解释,要么提出了他们个人对量子力学最佳解释的看法。
因此,就像量子力学中的许多其他尝试一样,我们只能拭目以待,看看什么能站得住脚(或者更可能的是,什么站不住脚)。
分歧的结果,模棱两可的评价
与外媒讨论结果的物理学家对缺乏共识是否令人担忧持有不同的看法。例如,纽约市立大学的伊莉斯·克鲁尔告诉外媒,这种模糊性表明“人们正在认真对待解释的问题”。
哲学和物理学交叉领域的专家则持更为批判的态度。纽约大学的物理学哲学家蒂姆·莫德林告诉媒体,调查对某些概念的分类具有误导性,容易产生矛盾的答案——受访者似乎没有意识到这种差异。
莫德林评论说:“我认为这次调查的主要结论是,物理学家对量子理论中的基本问题没有清晰的思考——也没有形成坚定的观点。”“我们没有一个故事可以告诉人们什么是现实,这真是令人尴尬。”
约翰·霍普金斯大学的理论物理学家肖恩·卡罗尔在给媒体的一封电子邮件中表达了类似的担忧。他说,这种缺乏共识的背后可能有几个因素,但普遍的观点是,只要我们能够计算出实验预测,这都无关紧要,“这显然是错误的”。
卡罗尔补充说:“如果我们认为我们已经知道了物理学的最终理论,并且没有未解决的难题,那才是合理的。”卡罗尔是为这次调查提供咨询的专家组的成员。
新墨西哥大学的理论物理学家卡尔顿·凯夫斯在外媒的报道中承认:“我们没有一个故事可以告诉人们什么是现实,这真是令人尴尬。”
然而,调查结果似乎确实暗示了一种普遍的信念,即坚实的理论基础非常重要,几乎一半的参与者同意物理系没有给予量子基础足够的重视。另一方面,58%的参与者回答说,实验结果将有助于确定哪个理论最终会成为“唯一正确的理论”。
一种薛定谔式的共识
不管好坏,这项调查代表了充满活力、快速发展的量子科学领域——如果你一直在关注我们的报道,就会发现它可能变得非常非常奇怪。缺乏解释或共识并不一定是糟糕的科学——它只是未来的科学。
毕竟,量子力学尽管复杂,仍然是科学史上经过实验验证最多的理论之一。看到这些专家们对量子力学存在如此巨大的分歧,但仍然能够提供可靠的证据来支持他们的观点,这真是令人着迷。有时,没有正确或错误的答案——只有不同的答案。新媒网跨境了解到,科学的魅力也正在于此。
沃尔夫冈·泡利、维尔纳·海森堡和恩里科·费米在1927年国际物理学家大会上,深入讨论了新的量子力学。左边是海森堡1925年7月9日写给费米的信的开头几行。
对于量子爱好者来说,我强烈建议你们查看完整的报告,了解物理学家们是如何以及在哪里产生分歧的。你也可以在报告的末尾找到原始调查、方法论和所有答案的匿名版本。
如果你参加了调查,或者至少参加了其中的一部分,请随时分享你的答案。哦,还有,请告诉我你是否认为海森堡最终应该烧掉《重新诠释》。
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