量子力學危機:耶魯大學否認量子力學,宇宙宿命論或找到證據

遇事不決,量子力學。

這是現代社會,大多數年輕人常用的口頭禪,也是很多科幻作家慣用的方式。

量子力學是個神奇的家伙, 沒人能真的理解它,也沒人能真的割舍它。

自20世紀,普朗克等一眾科學家開始研究量子力學后,它就像滾雪球一樣包含的東西越來越多。

不過也并非所有的科學家都相信量子力學的存在,比如曾經作為量子力學奠基人之一的 愛因斯坦,后來也反對 哥本哈根學派提出的不確定性原理等。

在現代,同樣有一群科學家對量子力學產生質疑,他們認為 宇宙的結局早已命定

接下來我們就來了解一下,量子力學遇到的危機是什麼?耶魯大學發現量子力學不成立,為宇宙宿命論找到證據又是怎麼回事?

現代量子力學

我們目前的量子力學是在舊量子論上發展而來,舊量子論就包括普朗克的量子假說, 愛因斯坦的光量子理論和波爾的原子理論。

但如今談到量子力學時,更多說的是哥本哈根學派的那套 量子不確定性原理、波函數坍縮原理等。

其中的不確定性原理就是量子的內秉屬性,是說物體的位置和動量我們都沒法確定,如果我們獲得其中一個量的信息,相對應地也會失去一個。

波函數坍縮原理就會直接告訴你一個現象的結果,但是對于其如何產生、發展的卻沒有答案。

就好像擲一個6面的骰子,得到每一面的機率都是1/6,這個顯然是恒定不變的,但我們卻 不知道其翻轉的一個確定過程

耶魯大學的實驗

當這種模棱兩可的解釋一出來,愛因斯坦當機立斷地和哥本哈根學派battle起來。

不僅提出「 上帝不會擲骰子」的說法, 薛定諤也拿他的貓做了一場精彩的實驗。

但是最終的結果就是,愛因斯坦方輸了。

而今天提到的耶魯大學的研究者們,就試圖通過實驗證明量子力學的不確定性是錯誤的,由此認 為量子力學不成立

麥克德沃雷特尖端物理實驗室,根據量子力學的公式進行逆向推導,發現量子躍遷并不是不可預知的。

量子躍遷

什麼是量子躍遷呢?

微觀粒子的狀態一般都是分立的,當它們從一個狀態變化到另一個狀態,經常就是跳躍式的。

在量子躍遷之前,我們成為初態,在躍遷之后就變成了末態,現代研究中的 裂變、聚變和衰變都屬于量子躍遷。

當原子在發生躍遷的時候,它會放出或吸收一個光子,也就是說其能級跳轉的過程,需要在光的照射下完成。

如果還不能理解,大家就試想一下自己從醒著到睡著,再從睡著到醒來的,這兩個狀態之間的切換。

波爾和海森堡認為,量子躍遷是瞬間發生的,如果在巨觀世界中,一個物體要在兩種狀態間來回切換,那它 在躍遷之前就已經擁有這兩種狀態了。

但是耶魯大學的研究人員認為,這種躍遷應當有一個確切的行進過程,就好像我們在睡覺的時候一樣,從躺下到入睡, 平均需要花費14分鐘的時間

所以量子躍遷應當是一個 量子疊加態,完全按照 薛定諤方程演化的確定性過程。

實驗意圖證明量子躍遷的確定性

研究人員在設計了一個,超導電路人工建構的 三能級系統,能級排列由高到低,依次為:

B(bright亮態),屬于 易操作的態

D(dark暗態),也稱為激發態,屬于不易受影響的態。

G(基態),屬于能級系統中最低的一等,應該算不受影響的態。

實驗過程就是將一部分G態的粒子,拿來與D態的粒子形成疊加態,同時將剩下的G態粒子和B態粒子疊加。

總之就是 將不同狀態的粒子進行疊加,結果發現BD間不能直接躍遷,必須通過G,并且BG的躍遷速度快,而DG的躍遷速度慢。

也就是說,在G態的機率幅,可以按照薛定諤方程連續轉移到D態,然后在連續轉移回來,形成一個稱為 拉比頻率的振蕩。

宇宙宿命論的證據

有人說,耶魯大學的實驗為 宇宙宿命論找到證據,因為量子力學的存在直接否定了,宇宙中所有的現象都在大爆炸的那一瞬間被確定。

我們知道整個宇宙都是由粒子構成的,如果按照量子力學的說法,那宇宙的形成、各星系和 星云的演化過程,本身就存在不確定因素。

盡管我們知道星云的主要成分是 氫原子和氦原子,隨著不斷地演化,它們最終會在內部形成恒星,但也可能始終保持氣態。

我們目前的科學水平,只能看到星云在經過數億年后,最終形成的狀態,但是它究竟是按照一個 怎樣的機制形成,又是如何分別形成兩種狀態的,我們卻不能確定。

但是如今耶魯大學的實驗證明量子躍遷是一個確定的過程,也就是說在宇宙大爆炸的那一刻, 星云最終會形成的狀態已經確定了

就好像它們原本就帶著編號的程序,只是在演化的過程中,亦步亦趨地向那個特定的結果走去。

這樣聽下來,是不是覺得有些離譜,如果一切確定,那最初創造這一切,最初進行編碼的又是誰呢?

耶魯大學的實驗并沒有完全證明量子力學不成立

也正因為很多科學家始終對宇宙宿命論存疑,因此當耶魯大學將他們的實驗結果發出來后,就遭到了抨擊。

因為他們的實驗并沒有從根本上證明量子力學的不確定性是錯誤的,反而用了一種 「投機取巧」的方式。

我們可以看出他們的目的就是通過各種方式,不讓這個測量結果破壞原本的疊加態。

所以他們使用的原子能級的 信噪比,比真實的要差很多,所以他們用的實際上是一種 弱測量技術

在這樣的三能級系統下,很多電子都會處于活躍狀態。

也就是說如果一些電子坍縮在B態上,但仍及劊有一些電子處于D和G的疊加態,這種情況就和他們的結論相悖了。

很多看了這篇論文的學者表示,耶魯大學的實驗在一開始就具有 誤導性

他們在論文開頭提到的「波爾認為量子躍遷是瞬間發生的」,這一結論世界上早在上世紀20年代,海森堡方程和薛定諤方程提出來后,就已經被否定了。

也就是說,耶魯大學 并沒有以確切,具有說服力的證據,來證明量子力學不成立。

其他科學家的研究

盡管如此,很多反對量子力學的科學家并沒有因此受挫,他們仍舊在用自己的觀點,來尋找這個世界的本源。

其中德國德國比勒費爾德大學的哲學教授, 梅納爾·庫爾曼脫穎而出。

他撰寫了一篇 《世界的本源,并非物質》的文章,很多科學家看過后,認為這才是對量子力學,一次直擊靈魂的打擊。

他認為這個 世界的本源并非基本粒子和場,而是一些屬性和聯系。

在他看來基本粒子和場的分界含糊不清,而粒子的確定位置還會因為 視角的變化而改變。

他通過大量的論證來反對量子力學的基本概念和主張,或許有人會覺得,哲學家的那套對世界的看法,本身就與物理學有很大的沖突。

但由于量子力學本身的神秘性,讓 很多人都認為它更接近神學,而非物理學,但事實究竟如何,我們還是等著看科學家們的結論吧。

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