對下面一問的回復。開始我已經簡短回復了一句,而沒法重新回復,所以張貼在此:

如何評價北大雷奕安副教授關於量子力學的學術觀點??

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先說說我剛發現自己的一個錯誤吧。

我最早提出Bell不等式實驗不能否定定域實在論的時候(量子糾纏究竟怎麼回事,知乎專欄中的文章後面稍有改動)。因為當時質疑的主要是量子糾纏

的超距性質,沒有特別注意定域實在性的定義,把定域實在論當成一個概念,即定域性,忽略了實在性。在我以前的概念中,實在性對應於本體論。前幾天,知乎網友@Damping問我怎麼看待貝爾實驗只是否定了實在性的看法?我還把兩者混為一談,我答完之後自己覺得有點問題,才發現定域實在論是兩個概念,於是在《量子局域性是什麼?從哪裡來?》文中澄清,並感謝網友的提醒。

我以前在關於核能的爭論中也有一些小錯誤,無論是自己發現,還是經人提醒,都會標註,並感謝提醒之人。所以如果有人指出我的錯誤,我會感謝,並且說明自己錯了。

再講講我以什麼態度對待不同觀點。講一個故事:

1991年2月份參加了北大山鷹社五台山冬訓活動,我和歷史系一位同學打前站。這次活動中,有一件事讓我第一次體會到不同人思維方式的巨大差別。五台山的冬天很冷,我和歷史系同學路上碰到一對夫婦,來自鄰縣。他們抱著一個孩子,很艱難地趕路。攀談中了解到孩子病了,他們要去山上的寺廟拜佛,以解除孩子的病痛。我當時覺得不可思議,很耐心地勸他們帶孩子去醫院看病。歷史系同學很嚴肅地要我不要說,說要尊重人家的信仰。那對父母也相當不耐煩我。這可能是第一次我覺得是非清晰的情況下,我的「正確」觀點成了不受歡迎的「反對派」,而且慘敗。但是我覺得我仍然有責任表達。當時可能年青氣盛一點,後來再碰到觀點不同,就沒有那麼激烈了。我只表達我的觀點,說出理由,對方接受不接受對方自己決定。如果我覺得對方有道理,也會改變看法。如果不能說服我,我不需要接受對方觀點。在核能爭論中我也是一樣的態度,我只表達我自己的觀點,並指出對方觀點不一定合理的地方,以數據和實驗為基礎。如何判斷是對方和讀者的事情,我不操心,也不要求別人一定接受我的觀點。

下面再來就幾位知友提出的問題回答如下:

1、關於薛定諤貓的概念。

我的文章中已經說得很清楚了,薛定諤貓是薛定諤用來反駁態坍縮解釋的一個理想實驗,他認為這種狀態是荒謬不可接受的,不知道從什麼時候起成了他解釋量子力學測量概念的「功勞」了。

如果沒有測量,就處於疊加態,這是哥本哈根的正統解釋。我當然了解,但是我很早就對這一概念提出了質疑,早一些的文章里也提到過,我有自己的證明。因為正好最近Nature發了一篇文章,就是用薛定諤貓的概念證明這一概念不自洽,我才寫了這篇短文澄清這一概念。

我對「沒有測量就處於疊加態」的反駁就是,對於宏觀系統,不可能沒有測量。並不是有人介入才叫測量,有相互作用,就是測量。我舉的那些例子就是為了說明,對於宏觀系統,不可能「無法測量」,或者「沒有測量」。

至於用退相干理論解釋宏觀疊加態到經典態的變化,我並不認同。退相干理論,是我非常不欣賞的一個理論。如果它不是錯的,至少是被經常濫用的。它的問題在於,環境是一個黑箱,什麼問題都可以推給環境。也就是環境是一個無窮大自由度的參數,一個有無窮自由度參數的理論是一個糟糕的理論。

所以關於薛定諤貓態,「沒有測量就處於宏觀疊加態」這種被作為考試答案的解釋是經不起推敲的(人家文章都發表了,我也給出了。還好不是我寫的,要不又成了我民科的一條罪狀,呵呵)。還有這種觀點的人(我知道有很多),需要更新知識了。

不測量,就不知道,測量就變了,所以宏觀疊加態不可測量,不可知。這一概念違背科學的基本精神,因為科學是實證的。這樣的理論只能算哲學,連科學理論都算不上。

2、關於量子局域性和Bell不等式

我那篇《量子糾纏究竟怎麼回事?》就是反駁Bell實驗證明了量子非局域性的的說法。不是我需要看他們的文章,而是他們應該看我的文章。他們的文章我當然看了,問題我也指出了,就是用非相對論量子論去解釋光子的糾纏,而非相對論量子論中,根本沒有光子的概念,如果要強行定義光子,每一個光子都是一個無窮大的平面波,本來就分布在全宇宙中,哪來的距離?這就是我為什麼要在文章中強調光子的物理性和測不準原理。這篇文章出現在今年初,已經經過充分的討論,至少不存在大的問題,批評意見可以參考我對審稿意見的回復。別的反對意見我就不一一回復了。

3、量子疊加的線性問題。

這個問題已經澄清。@畔琉璃老師認為,我認為量子態矢空間是非線性的,我沒有那麼認為,也沒有那麼說過。

4、關於量子位的讀寫。

我文章中討論的當然是單一的量子位,對於單一量子位,我的說法沒有問題。同時,在該文的一條評論回復中,我也說了信息量是不是0需要考慮。如果不是0,那麼對於不可信的信息,信息量究竟是多少,是一個很有意思的問題。這也是我目前關注的問題之一,這會與薛定諤貓的概念相關。

對於測量需要多次才能測得一定的分布我以前說過。對Shor演算法的評論,是我下一篇文章中要寫的內容。簡單地說,Shor演算法只能分解小的整數,對幾百位的大數沒有用。我認可@ AI Euler的解釋,但是大家都沒有意識到,Shor演算法希望解決一個數論問題,涉及的數是幾百位(假定為300,RSA1024對應一個308位的十進位數)有效精度的數(嚴格地說,整數是無窮精度的),假定周期是一個150位的數,該演算法能夠將周期不確定度確定到該數大小的100億分之一(現在的技術肯定達不到),那麼還有150-10=140位的精度需要確定,也就是還有10的140次方個大數需要排除,這有意義嗎?這一論斷我已經在前面的文章中提過。而且RSA1024到RSA2048非常簡單,多次測量得到的周期精度能很快提高几百個數量級?

5、關於量子信息

量子信息的研究目標對不對,能有效到什麼程度,我還沒有開始討論。我只是覺得理論基礎有問題,所以我在一個問題、一個問題地討論。去年年底的時候,我在我們北大物理學院理論物理所的辦公群里說了,最多到今年年底,我要說清楚量子信息究竟是什麼。原計劃寫四篇文章,已經完成三篇了,最後一篇討論將量子計算是什麼,有什麼限制。所以有關問題就不回復了。

第一篇沒有預料到有那麼大的阻力,因為這篇文章實際上討論了一個大問題,也就是愛因斯坦們堅持的局域實在論並沒有推翻,原來認為的證據有問題。考慮到超距量子糾纏是量子信息研究者們最願意拿來語驚四座的話題,而量子力學方向已經是量子信息的天下,論文發表受阻並不奇怪。

6、關於我與批評者們的分歧:

我和批評者們看的文獻都是一樣的,聽到的報告也是一樣的,那麼為什麼我們的觀點會有差別呢?

我的理解是,批評者多數為「信者」,也就是相信他們看到的文章,或者老師說的話,而我要自己理解了才相信。不是我不理解文獻中提出的觀點,而是我覺得那種觀點和證據不足以說服我。因為總是「信」的人多,所以批評者看起來很多。特別是那些會考試的人,因為如果他不信,就考不了高分。畢竟,「信」的成本低,「疑」的成本高。對於初學者一般也沒「疑」的理由。

不假思索的「信者」們不僅考試分數高,還容易刷論文,在現行科研評估機制下,他們會掌握更多的資源和話語權,從而導致批評者,懷疑者的觀點更難出現和得到承認。但是如果都是「信者」,前人說的話都是對的,還需要探索幹什麼?所以,現在的科研風氣已經偏離了研究探索的初心,從求知變成了刷論文。

並不是說「信」就不對,「疑」提出的觀點就是對的。多數情況下,「信」就夠了,但是「疑」無論成功與否,都能夠讓理論更堅實。就像這裡對我的批評一樣,我總會有疏漏,有錯誤,無論我的觀點成立不成立,至少可以辯論得更清楚。所以這裡要感謝各位批評者。

7、關於我的學術背景:

我從上世紀90年代開始跟隨曾謹言老師研究量子信息,但我開始就很迷惑,主要是對其中涉及的測量問題。當時我隱隱約約覺得這裡有問題,但是我說不清楚,無法公式化。後來我的工作安排並不需要我專門做量子信息,就沒有繼續做。但我並沒有放下我的疑問。大約在四五年前,我覺得應該基本可以說清楚了,由於有很多別的工作,也沒有時間整理。三年前,理論所給我招了一個學生,他更願意做量子力學,我就讓他整理相關的數據和文章,今年初才寫出來量子糾纏那篇文章。當然這篇文章引起很多爭論,但到目前為止,至少沒有發現大的問題,在參與討論的很多人中,與量子信息無關的老師們大多數支持我們的觀點。


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