最近有个关于量子力学的老话题,在巴黎的实验室里又被翻出来了,Magazine报道说这事挺有意思的。91年前,丹麦技术大学的玻尔就靠着波粒二象性这一招,把德布罗意的导航波给挡了回去,哥本哈根诠释那时候就成了量子力学的老大。可谁知道呢,2005年的时候,巴黎的实验室里有个本科生做了个油滴实验,结果把这事儿又给挑起来了。他把一滴油放在振动的油面上,结果这油滴居然蹦跳起来了,而且运动的轨迹特别像电子绕原子核转那样是“量子化”的,还有能级跃迁的现象。库代博士看到这个实验结果时都惊呆了,“这不像是电影特效啊!”他说。 这个实验让大家想起了1929年法国物理学家德布罗意的想法。他当初提出粒子其实是被导航波引导着走的。不过在当年的索尔维会议上,玻尔他们给了导航波致命一击。玻尔觉得量子世界就是概率云组成的,观测一结束才会有具体位置。爱因斯坦说“上帝不掷骰子”,德布罗意则坚持认为粒子轨迹是波给它导航的确定路径。泡利当时指出了导航波解释不了非弹性散射的问题。 后来费曼提到双缝实验是量子力学的精髓之一:粒子一个一个打过去位置杂乱无章,但是多了就出现干涉条纹。按玻尔的解释这是因为波函数同时通过了两条缝产生了叠加;德布罗意的看法是粒子搭乘导航波分别穿过单缝。 库代和福特就把这个双缝实验也搬到了油滴上做了起来。结果发现75个轨迹之后出现了类似干涉的条纹!大家都很震惊:费曼都说这是精髓了!可丹麦技术大学的托马斯·玻尔团队还有内布拉斯加大学贝特兰组都去试了试结果颗粒无收——油滴几乎直线穿过双缝! 最后托马斯·玻尔想到了一个新办法:在两缝中间加块板让粒子只能走一边。标准量子力学里波函数会绕过两边;而在导航波框架里波跟粒子定域绑定导致另一边的导航波浪费掉了没法参与干涉。 麻省理工学院布什组也证实了这点:确实没有干涉条纹出现。安诺斯·安诺生他们也做了计算结果一致! 玻姆力学就是想把粒子拉回舞台中央但面临着数学和物理难以结合的问题。托马斯笑言爷爷会为我快速给出答案也会惊叹油滴复现德布罗意这么完美! 对大多数物理学家来说两种观点就像咖啡一样可以随便选哪一个:理论预测一致选谁看个人口味吧!油滴实验可能没法解决这个老问题但至少让大家重新关注起这个话题来——毕竟谁会拒绝一滴油带来的浪漫呢?