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(潘建伟团队的论文;来源:Physical Review Letters)
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、陈明城教授等组成的研究团队的一项量子研究重要实验成果,2025 年 12 月 2 日被推荐发布于国际期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)。
审稿人称,此项成果是“对量子力学基础的重大贡献”、“一个漂亮的实验”、“一个百年思想实验的教科书式实现”。
所谓“百年思想实验”, 是指1927年的第五届索尔维会议上,爱因斯坦挑战玻尔的互补性原理,提出的一个科学假设——在“双缝干涉实验”中,设计让单光子通过一个可移动的狭缝。
爱因斯坦认为,单光子会给狭缝一个极微弱的反冲动量,若能测出这一反冲即可知道光子的路径(粒子性),而只要狭缝位置足够精确,干涉条纹(波动性)仍可保留——此一“思想实验”的直接指向,就是“能否同时获得波与粒子的完整信息”,这也被认为是量子力学最深刻的悖论之一。
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(1927年索尔维会议合影及爱因斯坦—玻尔思想实验的概念)
1905年,爱因斯坦在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》论文中,提出“光量子假说”,透彻解释了光电效应,并揭示了光的波粒二象性。1927年,他又提出了上述关于“光量子”的“思想实验”。
百余年来,诸多科学家对此孜孜以求,至中国科学家的这次实验突破,终于达成“一个百年思想实验的教科书式实现”。
这般前沿的尖端科学,对普罗大众来说,不免过于深奥(对咱,也属于丈二和尚……)。
即便如此,倒仍适合用来对网络“热点”答疑释惑。
比如,不少人狂吹形式逻辑贬低辩证法,似乎只要学了形式逻辑,便可明辨是非、直达真理。
殊不知,形式逻辑只是最一般思维和表达的规律,不是包罗万象、一通百通的神器。
形式逻辑有三大规律,概括来说——A,就是A;不能既是A,又是B;也不能既是A,又是非A。
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(潘建伟团队实验装置示意图;来源:Physical Review Letters)
爱因斯坦的“光量子假说”,则认为“光”既是“波”,又是“粒子”。
“波”之特性,为连续性,古人所谓“抽刀断水水更流”。“光波”的连续性,表现为“干涉”“衍射”等连续的能量传播。
“粒”之特点,则在于分离性,所谓“谁知盘中餐,粒粒皆辛苦”。“光子”的分离性,体现在其能量量子化和空间的分离性上。
这不很矛盾么?
这不很不符合形式逻辑规律么?
然而,2015年瑞士联邦理工学院通过双缝实验拍到的照片,直接展示了光的波粒二象性。
这次中国科学家的实验,又从量子力学的层面,再次证实了光量子的波粒二象性。
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(潘建伟团队实验核心结果;来源:Physical Review Letters)
毋庸置疑,形式逻辑作为一般性的思维和表达规律,具有其适用场景及合理性,然而却不是放之四海而皆准的“真理”,其是有其局限性的。
解释光的波粒二象性的最好理论,就是客观实在的自然辩证法。
前面说到,爱因斯坦1905年提出了“光量子假说”。其有两个描述粒子的著名公式——“能量公式”和“动量公式”。
在此基础上,爱因斯坦进一步推演出了“光电效应方程”。
不过,此时,爱氏的理论也只是“假说”——即,有待验证。
1909年,物理学家密立根与其学生做了后被命名为“密立根实验”的实测,首次测量出了单一电子的电荷,证实了“光电效应方程”的正确性。
1923年,另一位物理学家康普顿在研究X射线散射时,发现了“康普顿效应”,验证了“光量子动量公式”,证明光量子在与电子碰撞时遵循能量-动量守恒。
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至此,爱因斯坦的“光量子假说”,才被科学界认定为是具有科学革命巨大价值的科学真理。
对于前述爱因斯坦1927年提出的“思想实验”,在未经验证阶段,也仅仅是一个假说。这次中国科学家的重大实验成果,才使其真正上升到真理层面。
可知,任何“假说”或“思想实验”,即使再“石破天惊”,在未经实践的检验之前,仍然属于“假说”或“思想实验”,而不能称之为真理——时间是检验真理的唯一标准。
再者,只有通过实践,人类才能将对真理的认知一步步推向更广、更深,逐渐接近客观事物的本质。
所以,任何真理都是相对真理,使人类认识客观世界的阶梯和“渐近线”——无穷无尽的相对真理,都是沙粒,聚沙成塔,逐渐接近对客观实在本身具有的终极之“绝对真理”的认知。
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