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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。
玻姆面临的挑战是,这个系统意味着电子每次都应该遵循相同的路径,但在真正的量子实验中,电子似乎随机地出现在任意一条斑马条纹上。
为了解决这个问题,玻姆提出,当电子从发射器中激发出去时,它的内部有隐藏的变量—我们无法探测到这种微小的能量变化,但这导致了双缝中的不同路径。
在数学上,玻姆的量子观点增加了额外的复杂性,因为你必须讨论这些导波的值(量子势),这要求在薛定谔方程的基础上建立更多的方程。
但在新增项中,玻姆的观点确实回答了为什么探测决定粒子的属性—位置和自旋等属性取决于导波,而非粒子本身。
这就是为什么粒子有时候看起来没有属性。
它们确实没有,这些属性来自导波。
玻姆,亲爱的玻姆
根据德布罗意-玻姆的观点,量子行为并不是随机的,因为在理论上,我们可以用经典物理来解释双缝实验。
2010年,伊夫·库德做了个实验,声称能准确地证明这一点。
库德在水箱里做双缝实验,他把小油滴滴在水面上,看它们会如何运动。
油滴代表粒子,水中的涟漪代表导波。
库德报告说,油滴沿着水波的轨迹,在另一端成簇地聚集,就像光子和电子一样。
[2]有没有可能粒子是有位置的,它们只是像经典物体一样骑在导波上?
这是个令人兴奋的结论,似乎最终推翻了哥本哈根诠释。
但它太妙了,令人难以置信。
尼尔斯·玻尔的孙子托马斯·玻尔以及物理学家约翰·布什进一步做了研究,却没有得到相同的结果,[3]他们得出的结论是,库德在实验中有几处无心之过。
如果你尝试用真实粒子在真实波上重现双缝实验,只会得到经典的结果,而得不到斑马条纹,除非导波是一种非经典形式的特殊波,否则我们无法用玻姆力学来解释双缝实验。
当然,不排除这种答案,但我们所能做的就是把异样的目光从粒子身上移开,转投到我们永远观察不到的导波身上。
握手
接下来我们要讲“交易诠释”
。
交易诠释把哥本哈根诠释当成抹布,并强调常识;它非常酷,因此值得一看。
这一次,原始想法来自理查德·费曼,他指出,在量子层面上,物理学的前进和后退是等效的。
向左移动的粒子也就是反向向右的粒子,这两个过程是相同的。
粒子对于时间的流向没有偏好。
激发光子的电子可以看成是反向吸收光子的电子。
这两者是等效的。
50年后,物理学教授兼科幻作家约翰·克拉默决定采纳费曼的说法,并更进一步。
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