情何以堪，量子叠加态已经被证伪？

发布日期：2022/2/21 22:43:51      浏览量：

      关注量子科学的朋友们是否还记得，曾经在2019年刷屏的“耶鲁大学宣布量子理论被证伪”的论文通稿，引起了社会各界的强烈反响。

不过当时权威科学界并没有着急“表态”，而是认为相关实验和数据需要进一步核实。

      如今已经过去了三年的时间，就在大家快遗忘这件事的时候，耶鲁大学物理实验室终于在2月18号宣布，“量子叠加态瞬时转换”证伪实验科学有效，已被学术界接纳。

      想要搞明白这个问题，我们需要“回到”100年前的“索尔维大会”上，跟着爱因斯坦和玻尔的“大战”，理顺这次事件的前因后果。

1927年，全世界“顶级”的科学家们汇聚一堂，在“布鲁塞尔”召开一次大会。

      会议的主要议题之一就是“量子力学的叠加态是否完全随机”。

      与会的科学界权威人士，对这个问题有着完全不同的见解和理论，但是在漫长的争执中，量子力学的诸多理论也渐渐明晰了起来，因此这一年又被称为“量子力学成长之年”。

      我们都知道，在量子力学诞生之初，科学家就发现了它有一个非常“诡异”的物理性质，那就是“量子叠加态”。

      薛定谔为了世人更好的理解叠加态，还提出了一个大名鼎鼎的思想实验，即“薛定谔的猫”。

      通俗来说，一个微观粒子在量子尺度下会同时处于“两种状态”。

      举个简单的例子，如果一个人在宏观尺度“向左看”，那么无论我们从任何角度观察，他都处于“向某一方向看”的确定、唯一状态，可是一旦他缩小到“量子尺度”，事情就变得“诡异”起来。

      缩小到量子尺度的人，他的状态会处于“不可预知”的范围中。

      即同时保持“向任何方向看”的状态，只有当你通过仪器去“看”他的时候，一股未知的力量会“瞬间”改变他的状态，让其处于一个“向某一确定方向”看的状态。

      至于他究竟会看向哪边？

      以玻尔、海森堡等科学家为首的“哥本哈根学派”认为其过程是“完全随机不可提前知晓”的，这也是爱因斯坦、薛定谔等科学家不愿接受的量子特性之一。

      其实量子“真随机性”并非是双方科学家争议的最大矛盾，。

      索尔维会议”最大的谜题，是“量子叠加态”坍缩为“确定态”的过程，究竟是“瞬间”完成的，还是“持续”完成的。

      换言之处于量子尺度的人，当他决定向左边看的时候，是瞬间就“处于”向左看的状态，还是从某个方向（虽然速度极快）有一个连续运动的过程，变成“向左看”的状态。

      很显然，包括爱因斯坦在内的很多科学家都坚信，这个物理转换的过程是连续的，只不过由于量子尺度太小，而且状态坍缩的速度太快，所以以人类目前的科技手段，根本无法捕捉到这个运动的经过。

      然而“哥本哈根学派”则坚持认为，量子力学的哲学逻辑就是“随机、叠加、瞬间”等等这些传统科学“不兼容”的思想。

      宏观的物理事物不可能出现“瞬间”的特性，就好像太阳不可能“瞬间”移动到宇宙的某个地方，但是在量子领域，“瞬移是再正常不过的事情“。

      爱因斯坦和玻尔的辩论在当时并没有确定的结果，因为科学界根本没有足够的技术手段去核实双方的理论。

      但是量子力学最终还是以“哥本哈根学派”的思想传承了下来，即“量子叠加态”是一个“瞬间确定”的过程，没有任何中间运动。

      “真随机、瞬间”从此成为“量子力学”的物理代名词。

      直到2019年，耶鲁大学物理实验室通过精密仪器，为这场持续一个世纪的“科学大战”画上了终点，即玻尔的量子力学理论是错误的。

      耶鲁大学物理实验室在“超导实验环境”中，以三个基础“量子”作为实验观察对象。

      通过分析三者激发态的能量“跃迁”变化，证明了量子从“叠加态”坍缩为“确定态”的过程是持续发生的，并不是瞬移的。

      而且“确定态”的结果也不是“完全随机”的，而是可以通过量子能量密度分布和“波函数”预测值“大致推算出来”。

      这就表明我们一直以来笃信的“量子力学”的物理特性是错误的，量子尺度和宏观尺度一样，完全遵循“某一力量”（大一统定理）的“束缚”，只不过量子的运动变化接近“普朗克尺度”，很难被感知而已。

      正因“事关重大”，科学界以三年的时间，对耶鲁大学物理实验室的数据分析，最终确定了这一研究成果。

      虽然耶鲁不是推翻了“量子物理”，但却实实在在改变了我们对“量子力学”的传统认知，宇宙万物最终依然不能逃脱“规律”的束缚，“上帝也确实不掷骰子”。