量子力学最迷人的地方,虽百年历史,但最基本问题,依然悬而未决

老胡懂点星 2025-03-11 14:58:34

量子力学百年了,但至今还有人不死心,试图推翻这套理论的数学框架。

最早,量子力学是由海森堡、玻恩和约当创立的。几个月后,薛定谔拿出另一种等价的数学描述。一个用矩阵,一个用波函数,本质上是同一回事。

两种数学方法,都建立在复数体系上。复数,是实数的扩展,有实部、虚部,在二维平面上表示点。它们不是数学家的游戏,而是物理学的基础。量子态的演化、叠加、测量,全靠复数才能描述。

薛定谔自己也想过,量子力学能不能只用实数表达。后来,实验直接否决了这种可能性。但问题的另一面,仍未彻底解决:复数够不够用?还是必须要用更高维的超复数?

超复数,扩展了复数体系,增加了额外维度。比如四元数,不是二维,而是四维。物理学家很早就考虑过,量子力学会不会有超复数的影子,但一直没找到确凿证据。

20世纪70年代,物理学家佩雷斯(Asher Peres)提出了一种检验方法——干涉实验。原理很简单,如果量子力学真的需要超复数,一些干涉实验的结果就会和标准理论预测不一样。

几十年来,科学家们一直在做这类实验。最早是用中子,后来用光波和微波,但实验精度有限,谁也不敢说找到确切的超复数证据。

现在,德国的研究团队进一步改进了佩雷斯测试,把它做成了一个数学严格的分析工具,并且扩大了测试范围。改进后的方法,把实验结果映射到一个三维空间里。如果量子力学只需要复数描述,所有实验数据会落在一个二维平面上,形成“零体积”。如果不是,那说明超复数是必需的。

到目前为止,所有实验的“体积”都是零。换句话说,复数仍然足够描述量子力学,至少在目前的测量精度下是这样。

但这场探索不会停。实验精度越高,测试效果越好。这个研究团队甚至提出了更极端的实验方案:用多光子、多缝干涉系统,把实验扩展到更高维度,看看是否存在超复数效应。

目前,依然没有。但没有证据,并不等于否定。量子力学的基础问题,不会因为暂时的“零”结果就此打住。

其实,回顾历史,物理学本身就充满这种逻辑。相对论刚出来时,没人想到会颠覆牛顿力学。量子力学诞生前,经典物理几乎自洽得让人绝望。现在,复数量子力学依然统治实验室,但超复数的可能性,始终是个诱人的方向。

理论上,如果超复数真的有必要,那意味着我们对现实世界的认识还缺了一块。也许,某些现象会暴露出当前量子理论的局限。也许,某些未知粒子的行为,必须用超复数描述。

物理学家不喜欢假设,他们喜欢数据。目前的实验,没有看到超复数效应,但测量精度是个限制。未来的实验精度更高,结果也许就不同了。

这也是量子力学最迷人的地方。它已经成立百年,但最基本的问题,依然悬而未决。

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评论列表

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2
2025-03-11 18:57

孔乙己看不起牛顿经验归纳/实践出真知/短衣帮,更爱假说相对论之乎者也长衫子。假说“所有天鹅都是黑的”,找到一只黑天鹅,写论文皆大欢喜,号称证明了!假说科学不算假/读书人偷书不算偷,都是伟大的突破,物理革命!。。。 然后诠释号称应用………前天有人打了一个很响的臭屁,比蝴蝶效应还要猛。今天果然下雨获得了应用,臭屁的应用十分广泛。………为什么世界上只有三个人懂的XX论,获得了如此广泛的应用呢??诠释一切,应用也靠诠释??答案只有孔乙己知道!———演绎卫星发射控制,都是不得不去用牛顿力学,清清楚楚的,需要写论文诠释吗?

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2025-03-11 18:57

量子纠缠笑话——宇宙浩瀚。。。物质本质是带电质量体,普遍有力的相互作用和相对运动,是永远不变的。⭕️邪门纠缠比找六亲不认邪门女朋友邪太多了!!!!❌独此一女六亲不认???独此一男六亲不认???必须纠缠必然纠缠???❌如何找到独此一女???如何找到独女的独此一男???这种纠缠是万变中不变的真理吗?———观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。在万变中寻求不变的真理,如,物质不灭,能量守恒,1+1=2等等。常常有人宣称,暗物质占XX%,只是人类观测不到!!物质是普遍相互作用的,有条件当然可观测。………号称有鬼只是你看不到,永远不可能露馅的鬼把戏,高明吗???

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1
2025-03-11 18:57

真理都是简单的,不证自明的(不变现象)无法证明的(全称命题),可证伪/乐于辩证批判。悖论诠释号称证明(全称命题)是骗。古希腊哲学对真理的理解 —— 真理是不变的现象。水流现象千变万化是真实/不是真理。水往低处流,指南针,物质不灭,能量守恒,电荷守恒,1+1=2,绝对时空,相对速度,……都是不变的现象/真理/知道/确定性。号称人人不知的空间弯曲是真理,胡编人人可知的时间是虚幻!!是缺德笑话。科学/哲学追求确定性(知道)是生存的必须,鼓吹不确定(不知道)❌是鬼迷心窍丧心病狂。不变现象(科学)是观测归纳不是假说证明不是解释稀奇。

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2025-03-11 18:57

⭕️到底是量子摇号机?? 还是量子计算机?? ——— 导体与绝缘体的差异带来了电子的空间运动操控性。三极管电子运动与电平高低,电路的“与或非”运算,是标准的牛顿力学,有确定性。 量子计算搞的是哪个量子?电子,质子,三体多体量子?还是花仙子? ………量子位置稳定吗?存储记忆能力可靠吗?如何定位找到特定量子,观测特定量子,操控特定量子?如何用量子表达数字?如何实现与运算,或运算,非运算?不变现象/真理/知识/确定性是一切应用的前提和基础,崇洋媚外跟屁虫假大空,木用! ———有人说,量子计算机主要是用来产生随机密码的,为了避免误导,理解计算速度提升千万亿倍??叫量子计算机?还是应该称为量子秘码机,或量子摇号机呢?

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