量子力学究竟怎样描述现实 研究人员分歧巨大 - 物理学(PhysicsReview)版 - 北大未名BBS
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量子力学究竟怎样描述现实 研究人员分歧巨大

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lea [在线]

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1楼


https://www.nature.com/articles/d41586-025-02342-y


量子力学奠定了当代科学的基础,而且在推动技术进步方面取得了惊人的成功。但一项迄今最大规模的调查显示,对于量子力学诠释(interpretation of quantum mechanics)——理解波函数如何刻画客观实在,研究人员仍然分歧巨大。


《自然》向近期发表量子相关论文的科研人员发送逾15000封电子邮件,并邀请出席德国黑尔戈兰岛纪念会议的学者参与,最终收到超过1100份有效回复,受访者以物理学家为主。


对“波函数是否真实存在”这一核心问题,47%的受访者仅视之为有用的数学工具,36%认为其对应某种物理实在,8%认为它只反映我们对实验结果的主观信念。这表明学界在“实在论”和“认识论”之间存在显著分歧,前者将方程投射到真实世界,后者认为量子理论只与信息有关。


主流的哥本哈根诠释受到36%的受访者认可,仍居首位;17%支持以信息为核心的认识论路径;15%倾向多世界理论;7%选择德布罗意-玻姆“引导波”理论;4%支持自发坍缩模型;其余观点所占比例更低。


近一半实验物理学家(48%)选择哥本哈根诠释,而理论物理学家中这一比例降低至33%。支持哥本哈根诠释的理由多为“最简便”“行之有效”。然而批评者指出,它回避了观测触发坍缩的具体机制,也未澄清波函数到底是真实客体(29%的哥本哈根诠释支持者选择了这个答案),还是仅仅代表着测量时得出的概率信息(63%的支持者选择了这个答案)。从事哲学或量子基础研究的人只有20%选哥本哈根诠释,他们认为一旦深入思想实验,这一解释就显得力不从心。


对于量子世界和经典世界之间是否存在分界,学界也存在分歧,回答“有”和“没有”的比例各占45%,另有10%表示不确定。


分歧延伸到了对量子纠缠的理解。对于相隔遥远的两个纠缠粒子之间是否存在真实的“超距作用”。39%的受访者给出了肯定回答,其余人则表示怀疑或不确定。


尽管分歧巨大,但绝大多数科学家(86%)认为,尝试以物理或直观的方式解释量子力学的数学是有价值的。75%的受访者相信,量子力学并非终极理论,未来将被更完善的理论所取代。58%的受访者寄望于未来的实验,例如对量子隧穿的精确测量或利用大规模量子计算,或许能为这场百年论战提供新的线索,甚至淘汰某些诠释。


瑞士苏黎世联邦理工学院的Renato Renner说,选择哪个诠释不仅关乎物理训练,更触及个人的直觉与情感——而这也许正是量子世界最迷人之处。


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发表于2025-08-02 18:00:15
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