量子物理作为20世纪最辉煌的科学成就之一,深刻改变了人类对微观世界的认识。然而,顶尖理论物理学家、诺贝尔奖获得者杰拉德·哈特霍夫近日在接受《科学美国人》杂志专访时表示,量子物理目前的研究道路实际上可能是“错的”。这位荣获突破奖“基础物理学特别奖”的科学巨匠呼吁物理学界摒弃对量子力学现有解释的迷信,探索更符合现实世界的根本性理论,以求揭开自然界更加本质的规律。 哈特霍夫是荷兰乌特勒支大学的名誉教授,长期致力于基础粒子物理及相关领域的研究。他与导师马丁努斯·费尔特曼共同完成了非阿贝尔规范理论的重整化,成为规范场论成立的里程碑奠基人之一。基于这一成果,他于1999年荣获诺贝尔物理学奖,并为标准模型奠定了坚实的理论基础。
然而,哈特霍夫坦言,尽管标准模型取得巨大成功,当前粒子物理面临的瓶颈昭示着科学界需要清醒反思。 哈特霍夫指出,量子力学从诞生以来即以统计概率作为描述粒子行为的核心形式,其根本逻辑认为粒子状态以叠加态出现,直到测量才“坍缩”成确定态。这种统计诠释虽在实验中无数次得到验证,却没有揭示背后的本质驱动力。对他而言,量子叠加仅是数学工具,而非现实存在的物理状态,即“量子叠加态在宏观和微观世界同样是荒谬的”。 他用高对比的比喻强调粒子散射应该类似于两个钢琴碰撞时具体碰击的琴弦可以被精准预测,而非只能靠概率来描述。如今,粒子理论只能给出撞击的概率分布,无法给出每次粒子具体选择途径的根本原因。
哈特霍夫认为,唯有找到隐藏在现象背后的确定性机制,才能真正打开基础物理的新篇章。 针对量子纠缠与非局域性的物理现象,哈特霍夫表达了坚持“局域性”的立场,认为所有物理法则最终都应是局域的。他批评非局域性破坏了基础科学理论的简洁与合理性,预示着科学理论走入歧途。他的观点与约翰·贝尔不等式等相关工作形成鲜明呼应,表明物理学对于本质现实的理解仍存在根本分歧。 哈特霍夫将自己的“复原主义”称作“倒退式思维”,主张科学家需要抛弃对量子力学神秘美学的迷恋,回到“最简单、最直接”的经典物理视角,从头开始构建微观世界理论。具体表现为,他提出将态的描述转向更基础的离散整数组变量,模拟宏观钟摆驱动时钟的模型,借此展示经典确定性系统也可演化出具量子特征的统计规律。
关于量子计算及量子信息技术的迅猛发展,哈特霍夫则持保留态度。他认为这些技术虽基于叠加态等量子特性,并取得了实际应用进展,但从根本上仍未触及真实物理法则,量子技术仅是在基于假设现实性的数学结构中运作的“巧合”。他特别指出,量子计算机在运算中频繁出现的错误根源即因理论描述未触及物理的确定性层面,这使得技术发展出现瓶颈。若能在更基础层面改写理论,消除误差源头,量子技术必将迈入全新时代。 哈特霍夫的观点自然引发科学界广泛讨论,既有支持者称赞其勇敢质疑现有共识,也有批评者认为他忽略了量子力学诸多难以用经典理论解释的实验证据。然而,无论立场如何,哈特霍夫呼吁推动科学家超越传统框架、多元思考的主张无疑为当前物理学研究注入了思考动力。
此外,哈特霍夫还谈及了他在1990年代提出的全息原理,该理论提出三维空间内的信息可完全编码于二维边界面上。这个思想后来成为连接量子力学与广义相对论的理论桥梁,并带动了量子引力研究的新方向。然而,他也对该理论在公众中的误读表示担忧。比如围绕全息原理衍生出的“模拟宇宙假说”令众多非专业人士信以为真,甚至被财富巨头斯蒂夫·乔布斯等权威人物引用,向大众传播这种近似科幻的观念。哈特霍夫强调,物理学应追求简明严谨,避免神秘化和超自然解读,维护科学精神的纯粹与理性。 总结来看,杰拉德·哈特霍夫的观点代表着一股学术界旨在打破现有迷雾的理性力量。
虽然他的“经典决定论”思考模式尚未形成完整替代理论,但其对当前量子理论基础的反思和批判为物理学家敲响警钟,敦促科学界在未来的探索中不仅要注重实验数据,更要对理论根基持续质疑与创新。 当今,随着科技迅猛发展,材料科学、天文学、生物技术等多领域层出不穷的新发现让科学家们见证了知识边界的不断扩张。相比之下,基础物理学的“平静期”引人关注。然而历史经验告诉我们,科学进步并非总是线性,跨越式颠覆往往发生在最不可预期的时刻。或许正如哈特霍夫所言,唯有敢于退后思考、质疑根深蒂固的思维定势,科学才可能迎来下一轮的辉煌。未来的基础物理学会否打破量子力学现有框架,重建更加逻辑清晰与确定的世界观,我们拭目以待。
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