序二
量子力学自从创建以来,关于其基本诠释的争论一直存在。持续时间最长和影响最广泛的当属阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)关于“量子力学是不完备的”的评价。他反对量子力学中态的非定域性,即主张相距类空距离的两个态不能有纠缠,并主张物理的可观测量必须是“真实”的,即具有确定的值,不应该是一个分布。尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)在具体的事例上给予了反驳。爱因斯坦的挑战实际上是一个建立“定域并真实”(local and realistic)的理论的号召。长期以来,许多物理学工作者响应号召进行了这方面的努力,但没有成功。直到1961年约翰·贝尔(John Bell)提出了定理,证明要用“定域并真实”的理论获得关于物理现象的预言与量子力学的结果完全一致是不可能的。这个定理通过一系列不等式表达。“定域并真实”的理论对于一个特定的物理过程都会给出一些不等式,而量子力学会突破这些不等式。一系列的实验结果以越来越精确的结果表明,“定域并真实”的理论不能重现量子力学的结果,而这些结果在物理学的很多领域都经过实践的检验。反对者从多方面对这些验证不等式的实验提出存在漏洞。直到最近才出现了“不存在漏洞”的实验,为争论“关上了大门”。对于量子力学诠释的争论,理查德·费曼(Richard Feynman)说过:“在理解量子力学所代表的世界观方面,我们曾经有过很大的困难。每出现一个新的概念,都要经过一两代人才会让大家都认为它是没有问题的。”
在争论的同时,量子力学在物理学各方面的应用高歌猛进,不仅在基础科学方面有很多创造,而且在核能、电子学、计算机、激光等多方面改变了人类的生活。在量子力学发展的早期,它对分子结构、化学反应、高分子结构等方面的理解对于化学做出了贡献,“量子化学”早已形成了学科。近年来由费曼提出的量子模拟在量子通信和量子计算方面开辟了一片新天地,它的基础在于量子力学的非定域性和量子纠缠。这个新方向的发展同时也促进了量子力学基础的进展。量子力学对生物学的重要性也日益受到关注。
最初量子力学被认为适用于微观体系。20世纪中期发展起来的超导和超流已经属于宏观体系了。对于生命科学的应用已经很显然了。但在21世纪居然把它用到了金融学中。对此,我没有学习,不敢妄加评论。读了《区块链———量子财富观》一书的前言,我认为这个方向是应该热情欢迎的,当然应该用严格的科学态度去对待它。我期待量子的概念在新的领域中开花结果,对人民生活的提高做出贡献。
张礼