愛因斯坦對量子物理學的不滿
愛因斯坦因向我們提出狹義相對論而聞名。 事實上，沒有什麼比光跑得更快，時間是第四維，但他沒有提出方程式。 這就是方程式的解釋和敘述，與物理學中的任何其他理論都是一樣的。 有了量子力學，情況就不同了。 我們有量子力學方程，但我們無法就該方程的意義達成一致。 薛丁格方程是最著名的方程，我們可以轉動手把並從方程中產生數字，但敘述、故事、解釋仍然是我們爭論的話題。 這讓我很煩惱。 什麼是量子物理學 到 19 世紀末，人們已經知道我們需要一些新的物理學來解釋神秘的現象——類似 X 射線的無線電活動，能量似乎不知從何而來，以理解行為或原子的結構，所以當量子力學出現時，並不是因為物理學家們坐著撓頭思考，「必須對現實的本質有更深入的理解。我知道，讓我們提出量子力學」。由於實驗結果難以解釋，物理學家被迫這麼做。 這是一個模糊的、機率的世界。 事物永遠不會以一種方式表現，原子可以同時有兩種能量，電子可以同時在兩個地方，粒子不是離散的，小塊，它們有時會表現得像擴散的波可能性。 它確實低於我們可以想像或想像的程度。 如果我們考慮日常物體，例如網球，它遵循牛頓力學定律；你下降了幾個數量級，下降到毫米，下降到微米，下降到單一細胞或細菌的尺度，最終，當你下降到十億分之一公尺時，你開始遇到模糊性的量子世界。 哥本哈根敘事20 年代量子力學的奠基人，如丹麥物理學家尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、沃爾夫岡·泡利等人，他們意識到他們可以對測量結果進行預測，但只能與真實的結果建立連結世界，如果你看的話。 這就是他們不需要敘事的方式，“閉嘴併計算解釋”，更準確地說，它被稱為“哥本哈根敘事”。但現在，包括我自己在內的許多物理學家認為，這根本不是一種敘述，而是一種把頭埋在沙子裡的方法。 愛因斯坦對此非常不滿，順便說一句，他說：「不，你看，物理學的工作是了解和理解世界是怎樣的，而不僅僅是對實驗結果和那種操作主義觀點做出預測。 好吧，這很有用，但並沒有讓我們真正理解。這就是為什麼我們仍然需要一個敘述。 量子力學的知識與愛因斯坦的相對論一起真正給了我們現代世界。 我們不會了解材料及其導電方式，因此我們不會了解半導體，我們不會開發矽晶片，因此，我們不會擁有電腦。 如果不是因為我們對量子的理解，我今天就不會在這種媒介上講話。 但量子世界的某些面向則更加神秘。 例如，量子糾纏的想法是，在空間中分離的兩個電子仍然可以以某種方式以協調的方式表現。 關於空間本身是否透過量子糾纏連接在一起存在推測性的想法。 我們不需要成為量子力學的專家，即使是最聰明的量子物理學家也不知道他們的智慧型手機內部是如何發生的，但是，我們將開發諸如量子密碼學、量子計算、量子感測器之類的想法——這些都是想法以及將影響我們日常生活的技術，因此我們確實需要對科學有足夠的了解，以便知道該信任什麼，該信任誰。 當我們剝開現實本質的洋蔥層時，我們會發現裡面更深層的奧秘。 但確實，我們正在學習更多，我們變得更加開明，我們對世界現在的運作方式了解很多，但這並不意味著我們已經到達了路的盡頭。 不，我認為接下來還會有更多奇怪的事情出現，這很棒。 我很期待。
授課教師
陳永忠 ycchen@thu.edu.tw