戴榕菁
我在前文“推翻（狭义）相对论意味着什么？”提到关于阿秒技术捕捉电子运动轨迹一事，我当时手头只有在“假如海森堡被挑战了。。。。”一文中给出的这次物理学诺奖获得者之一的Ferenc Krausz在今年早些时候的一个视频采访中的很短的一个片段，因而还不确定其真实性。但现在经过一些调研后，已获得更多的信息，尤其是文字档信息，因此认为Ferenc Krausz在上述视频中提到的阿秒技术可以实际捕捉到电子运动轨迹一事属实。比如，2003年的自然杂志的一篇文章[[1]]上明确提到： 【Attosecond spectroscopy is the only way of getting real-time access to dynamics occurring on the electronic timescale, that is, to processes clocked in the atomic unit of time of 24 as.】 而Krausz团队在2003年发表的一篇文章[[2]]通篇用的都是和哥本哈根学说违和的“载体波包”的概念。 由此我们基本可以断言：2023年诺贝尔物理学奖与2022年诺贝尔物理学奖之间发生了冲突：前者可以说是对于电子运动具有确定轨迹这一点的肯定，而后者则完全是对于哥本哈根的所谓现有量子力学是不具有隐变量的完备系统之说的肯定。而两者之间的直接矛盾焦点就是那个著名的海森堡测不准原理。 在肯定Ferenc Krausz所说的能够准确地捕捉到电子轨迹这一点属实的前提条件下，假设他时间测量误差是10%，距离测量误差也是10%（考虑到他们的技术是有着对电子进行实际操控的应用，这样的精度恐怕是低估了的，但即便我们假设他们的精度低到1000%，也不会影响本文的分析结论），那么用他们测得的距离除以时间得到的速度误差将也是在10%的量级上的（算是20%吧）。。。。电子的质量是可以查到的标准值，因此可以忽略它的误差。 所以由Krausz的实验数据计算出的动能的误差应该是在20%~40%的范围之内，而电子的动能也是可以查到的，其值为：4.55×10 −25 J。。。。所以，Krausz他们实验测得的电子的动能的误差值应该在40%×4.55×10 −25 ~ 10 −25 J这个量级上的。刚才假设他们的时间测量误差为10%，而1阿秒是10 −18秒，因此他们的时间测量误差是在10%×10 −18~ 10 −19秒的量级上的。 而著名的海森堡测不准原理的数学表达式为： ∆t∆E » h/4π (1) 其中t是测量的时间，E是测量的能量，∆表示误差，h = 6.62607015×10−34 J⋅Hz−1是普朗克常数。 现在我们在(1)的左边有：∆t∆E ~ 10 −25×10 −19 ~ 10 −44 J⋅Hz−1，而不等式的右边h/4π=6.62607015×10−34 J⋅Hz−1/4π ~ 10-35 J⋅Hz−1。 现在(1)式左边明显比右边要小9个量级，而海森堡测不准原理要求的是左边要远远大于右边！ 由此可见，2023年的诺贝尔物理学奖间接地否定了海森堡测不准原理，而否定海森堡测不准原理就直接否定了波恩在1926年发表的对于波粒二象性的几率解释，也就基本上把波尔为首的哥本哈根学派的量子力学哲学观给否定了。 这对当今世界的量子力学界来说不是一场台风，而是一次地震。 几点观察： 1）2022年的诺贝尔物理学奖和2023年的诺贝尔物理学奖似乎是波尔与爱因斯坦之间的掰手腕的继续。阿秒物理学始于2001年，至今已有20余年，而且早就在很多不同的领域有着实际的应用，诺贝尔物理学奖委员不可能不了解这一状况，可他们偏要在2022年给肯定波尔学派反对量子力学存在隐变量之理论的实验颁发诺贝尔奖，然后紧接着在2023年给否定波尔学派的海森堡测不准原理的实验颁发诺贝尔奖。而对于海森堡的否定就意味着对于哥本哈根的量子力学哲学的否定，这就间接地为隐变量再次打开大门。 这是因为诺贝尔委员会自己也搞不清楚到底是波尔的腕力大还是爱因斯坦的手腕粗呢，还是因为他们的政治考量高于了学术判断呢，或如一些科普人士和大学教授那般根本就没有看出这两届物理学奖之间有什么违和之处呢？ 2）诺贝尔委员会在波尔和爱因斯坦之间的摇摆不定一定会反映在全世界的学术圈和科普大军的表现上。比如，中文科普视频很快就对2023年的诺贝尔物理学奖做出了反应，并明确表示阿秒物理学可以准确地测量电子的运动轨迹，但却丝毫没有表现出他们现在对于阿秒的宣传与之前他们科普大军对于海森堡的宣传之间有什么违和感（参见【[3],[4]】），一位美国的大学物理系教授更是在采访中一边讲述Krausz的阿秒技术一边引用海森堡，丝毫没有违和感[[5]]。能接受专题采访的教授应该是比较有名的吧。。。。其实，即便不像我在上面演示的那样进行一下简单的估算，他们也应该知道如果阿秒实验能够捕捉电子轨迹，那么它一定打破海森堡测不准原理，因为那意味着电子有着确定的轨迹从而使得波恩的解释或者哥本哈根学派所说的波函数坍缩的假设都不成立了。。。。 3）我个人倾向于相信诺贝尔委员会是非常清楚肯定阿秒技术对于海森堡意味着什么的，他们也知道如果给阿秒技术发了诺贝尔奖对于肯定隐变量的理论意味着什么，只不过他们内部或许仍有人放不下哥本哈根学派的量子哲学，但鉴于阿秒技术的难以限量的应用前景，他们又不得不给阿秒技术发放诺贝尔奖。我这里指的是他们内部在有关量子力学的哲学观的学术意见上有分歧，而不是说出于政治考量；如果是单纯出于政治考量那就很不幸了。 但另一方面，对海森堡的否定之所以能比对相对论的否定痛快千百倍的一个极为重要的原因应该是爱因斯坦站在了哥本哈根的对立面，而大量的迹象表明否定相对论的最主要障碍在于很多人把对相对论的否定看作是对爱因斯坦的否定。。。。而这就是人类文明的一大悲哀----这表明人类文明远没有达到能够分清真理与人际政治的成熟地步，人类文明仍然处于幼儿时期。。。。假如外星人早已来到地球而且已经在操控人类文明，那么人类文明的幼儿般的不成熟一定会成为让外星人看不起人类的一个重要的原因！！！
[[1]] Anscombe, Nadya (2008). “Attosecond analysis”, Nature Photonics volume 2, page548 (2008). Retrieved from: https://www.nature.com/articles/nphoton.2008.177 [[2]] Baltuska, A. et al. (2003). “Attosecond Control of Electronic Processes by Intense Light Fields”. Retrieved from: https://www.researchgate.net/publication/10913144_Attosecond_Control_of_Electronic_Processes_by_Intense_Light_Fields [[3]] 汪诘 (2023). 【YouTube科学声音】“阿秒激光有啥用，它凭何斩获2023年诺贝尔奖？” [video] https://www.youtube.com/watch?v=ERw_tXs4zoE [[4]] 大刘 (2023). 【YouTube大刘科普】“冻结」电子？深度解读2023诺贝尔物理学奖的「阿秒脉冲」！”. [video] https://www.youtube.com/watch?v=snq89FCZ2E0 [[5]] Copeland Ed (2023). [YouTube Sixty Symbols] “Attosecond Lasers (2023 Nobel Prize in Physics)”. [video] https://www.youtube.com/watch?v=NfmSjGbnEWk&t=915s
|
