一個舊的實驗可能是揭開「萬有理論」的關鍵

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1. 這位西班牙物理學家說:「重新思考我們在1801年雙狹縫實驗(double slit experiment)的假設,可能是找到統一"萬有理論(theory of everything )"的關鍵。」

2. 調和現代物理學的兩個支柱,愛因斯坦的廣義相對論和量子力學理論,對於真實會有更好的理解。

互相對立的差異

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理論物理學無法找到的是統一的萬有理論,萬有理論要統一現代物理學的兩個支柱,愛因斯坦的廣義相對論量子力學。雖然這兩個理論都解釋了很多有關於我們的宇宙,但它們也彼此不相容。現在,西班牙巴塞隆納科學技術學院(Barcelona Institute of Science and Technology)的James Quach提出了一種可能調和這兩個理論的方法,並且他的想法是從一個標誌性的實驗開始。

Thomas Young的1801年雙狹縫實驗涉及到發送粒子通過兩個狹縫,然後檢查它們在撞擊到狹縫後面的螢幕時所產生的圖案。對粒子的傳統看法是認為它們應當在螢幕上形成兩個平行的條紋,而且在大多數的情況下是如此,直到我們接觸到量子粒子。當我們發送電子通過狹縫時,它們表現得很像波,產生交替的明亮和暗淡的條紋。

雖然我們不知道為什麼量子粒子創造出它們在雙狹縫實驗中所做出的圖案,由於波恩法則(Born rule),我們的確知道如何預測它們將在哪裡撞擊到螢幕,而波恩法則在迄今所有的真實測試是行得通的。但情況是,物理學不知道為什麼它為什麼行得通,它就是行得通。

Quach的研究建議以我們的量子力學知識,來詳細察看從雙狹縫實驗到找出目前分歧的假設,這將使我們更接近於調和它與廣義相對論。他建議我們設計一個波恩法則行不通的實驗,因為這將啟發我們對量子力學理解的任何弱點,並希望幫助我們調和它與廣義相對論。

他提議採用理論物理學家理查·費曼(Richard Feynman)的論斷。在解釋粒子在雙狹縫實驗中的可能路徑,必須要考慮所有路徑,甚至是無意義的路徑。不是僅僅考慮量子粒子的兩個可能的路徑(通過縫隙A或通過縫隙B),物理學家應該考慮第3條路徑:通過縫隙A,然後到縫隙B,最後到達螢幕。

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Quach認為如果在雙狹縫板後面放置兩個偵測器,這是可以測試的。一個偵測器將指出量子粒子是否已經穿過狹縫A或B,而另一個將偵測粒子是否僅通過一個或兩個狹縫,但不知道是哪一個。

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中間立場

當你解釋Quach的三條路徑之間的干擾時,你所得到的機率會不同於只解釋兩條路徑的波恩法則所預測的機率。這個波恩法則的漏洞,可以指出在愛因斯坦廣義相對論和量子力學理論中的哪些假設必須丟棄,引導我們沿著道路朝向夢寐以求的萬有理論。

雖然Quach的提案還沒有正式被同行審查,或是在真實世界的實驗中測試,但它可能是解決一個困擾科學界半個世紀之久的問題的第一步,並導致對我們所居住的宇宙更全面的理解。

來源:Futurism