德克薩斯理工大學的一位化學物理學家創立了量子力學的新理論,他不僅假定了平行宇宙的存在,而且斷定了平行宇宙的相互作用,平行宇宙的存在和相互作用引起了在微觀世界中觀測的所有量子效應。4年之前,比爾·波裡爾教授提出了新的量子學理論,基礎物理學領域的科學人士對激發了科學創意和想像力的新奇理論饒有興趣,物理學雜誌《物理評論X》近日邀請了部分物理學家對波裡爾教授的奇特理論進行評價。波裡爾教授解釋說,量子世界根本沒有波的形態,它由粒子組成,經典力學足以描述量子的世界,微觀粒子表現了非常確定的物理特性,比如:粒子的位置和動量,微觀粒子在給定的量子世界產生經典力學意義的相互作用,然而與經典力學的定性有所不同,通過「鄰近」多重宇宙的相互作用,所有的量子效應得以顯示。
多重宇宙的概念並不新鮮,早在1957年,休·艾弗雷特三世提出了能夠解釋量子力學特性的多重世界理論,然而艾弗雷特的理論「美中不足」,它沒有很好地定義多重世界概念,他應用的數學工具建立在標準量子力學波動理論的基礎上。在波裡爾教授構建的多重世界相互作用的理論中,理論從一開始就構建在數學的基礎上。然而,僅靠數學不能建構真實世界的確定性質,波裡爾教授解釋說,實驗觀測是檢驗任何理論的終極標準。迄今為止,許多研究多重世界相互作用理論的科學家作出了與標準量子力學同樣的預測,科學家現在所能做的事情似乎是確認預測的正確性。波裡爾教授追尋更為實際的目標,他在不經意間發現了新的理論線索,他對科學媒體的人士說到,「我不是在某一天坐下來時突然產生了靈感衝動,然後,放下手頭的所有事情,開始構造一個有些狂熱的對量子世界新的解釋,量子世界建立在平行世界相互作用的基礎上,我一直在開發有效的計算機模型,應用量子軌跡的物理描述方法,我有一次突然意識到,實際上不需要任何的波動理論,我們同樣獲得了對所有量子軌跡的描述效果」。
2010年,波裡爾教授發表了一篇化學物理學的論文,他對量子物理學提出了新的數學和物理學的描述,論文的發表促成了他和以色列巴伊蘭大學數學家傑米裡·希夫的合作研究,兩人的研究成果以論文形式發表在2012年的《化學物理學雜誌》上,論文的下載量達到了2萬次,這是雜誌在創刊歷史上下載量最大的一篇論文。最近以來,兩人合作的研究成果受到科學人士的廣泛關注,欣喜之餘,波裡爾教授感到十分自豪,更多的物理學家、甚至哲學家加入了課題研究和討論,澳大利亞的物理學家霍華德·懷斯曼是其中的一名研究人員,他在布裡斯班的格裡菲茨大學從事研究活動時有幸遇見波裡爾教授,懷斯曼十分認同波裡爾教授的研究思路,他認為波裡爾採取了集合粒子的研究方式,不僅是考慮了單個粒子的物理特性。近日,懷斯曼和共同夥伴遞交了他們的第一篇論文,《物理學評論X》雜誌的編輯將他們解釋多重世界相互作用的論文以及波裡爾教授的評論一起發表,由此對量子世界的解釋向前推進了一步。
懷斯曼以離散形式解釋了量子世界,他認為存在一個有限、極大數量的粒子集合,同樣存在極大數量的多重世界集合,波裡爾教授評論了懷斯曼在論文中開發的應用數學工具,他認為懷斯曼的論文包含了很多大的數學思路,它們不僅是物理概念的,而且是數學上的突破,懷斯曼的研究小組為基礎物理學提出了有關量子力學領域的新解釋,他們事實上建構了新的具有廣闊理論前景的計算機模型,研究小組開發的數學和計算機方法獲得了很好的回報。在德克薩斯理工大學化學、生物化學和物理學系,知名的研究型教授比爾·波裡爾的純粹理論研究還將持續下去,今後是否引起一場量子物理學的論戰,現在還是一個未知數。
(編譯:2014-11-14)