耶鲁大学证明量子力学不成立,难道世纪辩题终于有答案了?
来源:科普奇遇记
综述
量子力学对于我们普通人来说是一个十分难以理解的概念,但是它却是现代物理学当中最必不可少的支柱性理论。
有无数物理学家都将量子力学作为自己研究的终身方向,并且对其开展了许多延展性的研究,这些研究的成果也被投入到了日常的生活和生产当中。
正因如此,量子力学理论,在现代物理学体系当中一直是一个十分重要的角色,几乎无人可以撼动。
不过在近期,耶鲁大学的一个尖端物理实验室却宣称,推导出了量子力学不成立的证据,这到底是怎么回事?难道我们所信诚的量子力学真的是一个错误的结论吗?
什么是量子力学?
首先让我们来简单理解一下量子力学的具体概念。
量子力学是物理学当中一个十分深奥的分支和研究方向,其创始人名为普朗克,在19世纪末期,物理学家们对于未来的物理学发展保持着十分乐观的态度,甚至有人宣称现在的物理学天空上只有几片小小的乌云存在,但是普朗克的横空出现却让人大跌眼镜。
普朗克指出现代物理学的应用主要体现在经典物理上,也就是宏观世界,但这世界是由微观的粒子所构成的,因此如何研究这些粒子背后的物理现象才是人们应该关注的问题。
在这之后普朗克就提出了一个崭新的物理学概念“量子”。
这样的概念对于当时的人来说是很难理解的,许多大众都认为普朗克宣传的是异端学说,但是普朗克的理论却受到了许多科学家的关注。
他们认为探寻物质微观的属性确实有利于宏观物理学的发展,因此大量的量子学物理学家出现,并且针对这一学科开展了许多研究。
在这其中不乏有着波尔,海森堡,薛定谔等物理学大能,正是这些人的理论一步一步构建出了一个相对较为完整的量子力学体系。
让我们这些普通人也能够以我们的方式去了解到量子力学的浅显皮毛。
量子力学与薛定鄂的猫
耶鲁大学所提出的反推量子力学,是一个我们普通人很难理解的概念。在对其讲述之前,我们有必要带大家去走进量子力学当中,一个比较有名的概念,那就是量子的不确定性。
量子力学大能薛定鄂曾经提出过一个十分有名的量子力学实验,这个实验的名字叫作薛定鄂的猫。
薛定鄂指出,如果我们把一只活猫和一瓶毒药,以及一个随时有可能使毒药破裂的元素放在一个密闭的箱子当中。
那么在我们真正打开箱子之前,是无法知晓这只猫是死是活得。在某种程度上来说,这只猫的生存和死亡都是可以被解释的。而只有我们打开那个盒子,才能知道猫的真实状态。
这样的理论听上去好像是废话,但薛定鄂的这项理论其实也是在告诉我们普通大众,量子力学当中的不确定性。
微观世界中的物质在分布的过程中,是与什么因素产生联系,最终又以什么标准形成排列?这些都是量子力学当中需要考究的问题。而薛定鄂的猫这一理论,就是这些问题的具体体现。在真正理解量子力学的背景之前,我们永远无法知道其微观世界的存在性。
而耶鲁大学所提出的这个悖论就是根据量子力学当中所坚信的不确定性指出的。
耶鲁大学的理论
耶鲁大学的科学家们认为,构成宇宙的所有基本物质在大爆炸的那一刻,就已经形成。按照量子力学的物理学体系来看,组成这些物质的微观粒子,在爆炸之后的每一刻都处在一个不能确定的状态。
简单来说就是,谁也无法知道宇宙中爆炸所产生的粒子会形成星云还是恒星,又或者形成暗物质或者黑洞……这样的可能有无限种,这和量子力学理论当中的不确定性有着不谋而合的相同之处。
但耶鲁大学的学者们发现,如果我们抛弃量子力学中的不确定性来看待的话,这些微观物体形成物质的规律性完全是可以考究的,也就是说一切不确定可能没有我们想象中的那样神秘,而是早就已经被安排好的。
宇宙中粒子的运动,就好像编排好的电脑程序一样严丝合缝,只要稍有偏颇,我们的文明以及星体甚至宇宙本身都会是不存在的虚无。
这是已经确定的东西,而在宇宙中的不确定性却没有得到体现,也就是说我们人类已经把宇宙队箱子打开,而里面的猫是活着的。
理论是否正确?
那么这样的理论是否正确呢?
事实上在耶鲁大学提出这篇理论并发表论文之后。许多科学界的大能就对他们的这篇文章展开了自己的见解,他们认为这篇文章的重点并非在量子力学上,而是测量本就已经被破坏掉的粒子叠加态。只是其中表达的信息让人们去误解了整个理论的实验过程。
而且这篇论文在某种程度上规避掉了粒子状态下随机结果的测量,简单来说就是他们所看待问题的视角并不全面,所以这项理论也并没有使得量子力学体系被推翻,只是让人重新思考起量子力学这一概念。
结语
科学本就是一个不断否定与自我否定的过程,我们人类完全有权利去挑战一些所谓的权威知识,这是科学进步的必要条件。
不过就目前而言,量子力学依旧是一个值得研究的现实课题。并没有受到耶鲁大学论文的影响,而离开时代的主流。