正在阅读《第10章 量子力学证明我是蝙蝠侠》
第(1/4)页


解构薛定谔的猫

哥本哈根耸耸肩,说:“就是这么回事。”当我们试图理解量子力学时,最大的问题总是:我们能做得更好吗?

大多数物理教科书讲授哥本哈根诠释是因为玻尔是个非常重要的人物,几十年来,他的解释是唯一的解释。但如今,哥本哈根诠释并不是最好的。

很明显,我们迟早要放弃经典物理的想法,任何对量子力学的解释都会涉及一些非常怪异的东西,但在哥本哈根的圣徒日之后,一种大杂烩式的替代方法诞生了。

很难确定这样一本书应该包含哪种量子诠释,事实上,所有这些诠释可以填满一座图书馆。但我决定跟着感觉走,讨论三个由科幻爱好者发明的量子视角,以拓展早期物理学巨人的工作。

忘掉我之前说的话

1927年,路易·德布罗意在布鲁塞尔的第五次索尔维会议上发表了演讲。索尔维会议是比利时实业家欧内斯特·索尔维组织的物理学聚会。索尔维在19世纪60年代发明了一种制造碳酸钠(生产玻璃的关键原料)的工业方法,赚了数百万美元。

索尔维把他的聚会想象成了科学家的夏令营。他把全世界最聪明的人聚集在一栋大楼里,让他们花一整月讨论宏大问题。聚会中有讲座,还会组织辩论,如果仍然无法达成一致,就给他们分发尖木棒。

1911年的第一次索尔维会议主题是普朗克和爱因斯坦的量子论;第二次索尔维会议(1913年)的主题是“物质的结构”;第三次索尔维会议(1921年)的主题是“原子与电子”;第四次索尔维会议(1924年)的主题是“电”;第五次索尔维会议讨论的是哥本哈根诠释,以及这一诠释是否应该永远占据统治地位。参与这一次传奇事件的有薛定谔、海森堡、索末菲、德布罗意、玻尔、玻恩、普朗克、居里夫人、爱因斯坦等。

在一张标志性的照片上,所有出席会议的科学家都坐在露天看台上,这是迄今为止最奇怪的年鉴照片。居里夫人是唯一的女性。薛定谔是唯一戴领结的人。化学家彼得·德拜是唯一留着卓别林式小胡子的人,这种胡子在接下来的十年里不再流行(原因显而易见)。

在这次会议上,语调温和、态度友善的路易·德布罗意提出了他认为可行的替代哥本哈根诠释的方案。他认为引入波粒二象性是一个错误,电子和光子仅仅只是粒子。它们没有波的特性,而是被一些有波动性的背景物质包围着。无形的“导波”把这些粒子推来推去,因此使它们看上去像在沿着类似于波的轨迹运动。

据说,当德布罗意概述自己的想法时,性急的沃尔夫冈·泡利就大声地质问起来。泡利在这方面有个很坏的名声,如果他觉得演讲不合格,就会打断演讲者。泡利是一位杰出的物理学家(他发展了纠缠理论,我们在前两章解释了),但他也非常令人生畏,而德布罗意则基本上是个好好先生。

德布罗意不卑不亢地接受了泡利的打断,承认自己的假设有缺陷,但讲座结束后,人们更关心泡利的质疑,而不是德布罗意的回答。导波的想法也随之被搁浅。

直到1952年,核物理学家戴维·玻姆把这个想法打捞起来。玻姆小时候通过科幻杂志发现了自己对科学的热爱[1],并在“二战”期间参与了曼哈顿计划。

成年以后,玻姆大部分时间是哥本哈根诠释的支持者,但在爱因斯坦的诱劝下,他开始觉得哥本哈根诠释需要太多的神迹,因此转向了德布罗意的导波理论。

导波理论甚至似乎有一些很好的实验证据。如果像托马斯·杨那样向一个双缝发送水波,显然也能得到干涉条纹。如果你把小物体(如油滴)放在水波表面,它就会像风暴中的船只一样乘风破浪,最终走到远端的斑马条纹上。油滴仍然是粒子,但它的目的地是由导波决定的。

相关小说

药祖 武侠 / 完结
药祖
何无恨
手握至尊药鼎,成就无上药祖。少年采药郎,偶然得到一尊神秘药鼎,从此打开修仙大门。药鼎之中,玄功秘法,药典丹方,天材地宝,仙田药园,应有尽有。成就最逆天的炼药祖师,炼制最完美的灵丹妙药,铸造最传奇的修士神话。没有妖孽天资,但凭大智慧,大毅力,终于问鼎乾...
250.77万字 6 小时前
绝世唐门 玄幻 / 完结
绝世唐门
唐家三少
这里没有魔法,没有斗气,没有武术,却有武魂。唐门创立万年之后的斗罗大陆上,唐门式微。一代天骄横空出世,新一代史莱克七怪能否重振唐门,谱写一曲绝世唐门之歌?百万年魂兽,手握日月摘星辰的死灵圣法神,导致唐门衰落的全新魂导器体系。一切的神奇都将一一展现。唐...
532.63万字 6 小时前
异界全职业大师 玄幻 / 完结
异界全职业大师
庄毕凡
网络游戏中的仓库小号,却意外的穿越到了异界。
483.07万字 37 天前
傲剑凌云 玄幻 / 完结
傲剑凌云
小刀锋利
这是个以剑为主的大陆。
266.39万字 37 天前
九界独尊 武侠 / 完结
九界独尊
兵心一片
“混沌之子,九界乱始,开天辟地,九界独尊!” “如意宝袋天下装,九天神笔大道扬;镇魂碑里明混沌,轮回指环生死藏;宝冶神鼎炼万物,神砚乾坤此一方;混沌之子临九界,九界独尊一界皇。” 南海仁,一个生在神洲天龙朝清泉镇穷书生家的子弟,一个偶然的际...
419.19万字 6 小时前
天珠变 玄幻 / 完结
天珠变
唐家三少
人有本命珠,觉醒后或为意珠、或为体珠,如手串分别在左右手腕处盘旋。天珠如人类之双胞胎,当意、体双珠同时出现在一个人身上的时候,即为天珠。修炼体珠者是为体珠师,修
269.21万字 37 天前