科学探索|我们探索量子引力的方向错了吗?( 四 )
我们为什么要摆脱量子力学?粗略地说,对量子力学有一种原始的现实主义解释,称为导航波理论,是路易·德布罗意在1927年提出的,又大约在1952年由大卫·玻姆重新发明 。在那个理论中,有势能,还有另一个新函数波函数,位于势能通常所在的位置 。他们通过最大化这个函数的影响推导出薛定谔方程 。事实证明,大卫·玻姆发明的这个函数是我们称之为变体的数量的某个限制 。这是我工作生活中最大的惊喜之一 。
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量子水平上位置和动量之间固有不确定性的说明 。同时测量这两个量的能力是有限的,而不确定性总出现在人们通常最意想不到的地方 。
采访人员:当你思考称为变体的数量限制时,你会说,“我们正在极端化变体数量”,这对我来说,很像某种类型的熵,某种类型的热力学量 。到目前为止,我认识的每个人都试图提出“重力是涌现的”或“空间是涌现的”或其他一些我们通常认为是基本的量实际上是涌现的概念 。我会说物理学的典型观点是,熵是一种涌现的属性,你可以根据所有粒子聚集在一起的微观量子态来计算它 。除了你定义为“变体”而不是熵的东西,你是否在做类似的事情?
斯莫林:粗略地说,是的 。但这是一个很长的讨论 。因为熵在宇宙学理论中的作用是我们必须弄清楚的一个点 。马丽娜·柯尔特斯、安德鲁·里德和斯图·考夫曼撰写了三篇非常棒的论文,包含一些关于远离平衡系统及其与宇宙学关系的重要新见解 。
采访人员:我想问一下海森堡和其他很多人的这个想法,就是除非你有某种意义上的我们所说的相互作用——一个量子与另一个量子的相互作用——这是唯一能提供关于宇宙的有意义信息的东西 。如果你不进行测量,那么你就没有宇宙的可量化属性 。因此,我们所拥有的所有信息都必须来自该行为 。我认为,也许比较天真,这从根本上与客观现实的想法背道而驰 。事实上,我们无法在海森堡式的现实图景和“客观现实存在”的现实图景之间进行任何测量 。。。。。。你有自己的观点,而我不认同,很多物理学家也不认同 。如果你无法实验性地解释这些不同的解释,你该如何去讲清楚这些?
斯莫林:让我来告诉你我最近是如何看待量子力学的,因为它是新的,对我来说非常令人兴奋 。我们的认识,其实是顺着海森堡的一些起初很神秘的引述开始的 。你知道海森堡曾说波函数描述不适用于过去 。不知何故,波函数是关于未来的,而经典的描述是关于过去的 。还有几个人也这么说 。弗里曼·戴森详细地解释过这一点 。薛定谔也说过类似的、但更深奥玄妙的东西 。
最近我一直在和克莱莉亚·贝尔德研究这些问题,我们意识到他们想说的是,在哥本哈根版本的量子力学中,有一个量子世界和一个经典世界,以及两者之间的边界:当事情变得确定,即当量子世界中不确定的事物变得确定 。他们想说的是,不确定的事物变得确定,这是自然界中发生的基本事情 。这就是“现在” 。现在的时刻,当前的时刻,所有这些人都说的,科学和物理学中缺少的,就是从不确定到确定的过渡 。量子力学、波函数,是对未来的描述,是不确定的、不完整的 。经典物理学就是我们描述过去的方式 。
为什么?因为过去已经发生,发生的事情是确定的,不会改变,因为已经过去了 。所以,我们对量子力学有这种不同的思考方式,这似乎很有帮助,我们合作得很愉快 。
采访人员:很难不同意这一点 。所以,比方说,我们去看惠勒的延迟选择实验 。我在想这样一种情况,你发送一个光子,你有一个分束器,光子可以绕着镜子走两条路径,然后会在另一边相遇 。或者,你有另一个分束器将它们组合起来,然后你的探测器会看到重组光子的干涉图,或者你不把分束器放在那里,然后你只会得到一个进入探测器的光子 。
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