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第10章 量子力学证明我是蝙蝠侠(第1页)

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第10章 量子力学证明我是蝙蝠侠

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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。

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