有些问题太难了,青年科学家解决不了

时间:2024-06-27 13:53:08

罗斯·安德森(Ross Anderson):剑桥大学安全工程教授,著有《安全工程》(Security Engineering)。

有些问题太难了,青年科学家解决不了

普朗克曾说过“科学是伴随着葬礼前进的”,随着老一辈物理学家相继离世,他们的研究工作正在逐渐被新一代研究量子理论的年轻人继承。

科学革命的残酷性在科学界留下了一些难以磨灭的疤痕。许多年来,关于“量子力学的基础实际上可能已经有了答案”的讨论已成为一种禁忌。然而,最近物理、化学和工程等其他领域的最新研究结果都表明,这个问题可能已经有答案了。

在1927年的索尔维会议上,玻尔和维尔纳·海森堡(Werner Heisenberg)通过与爱因斯坦和路易斯·德布罗意(Louis de Broglie)的大辩论说服世人,我们应该毫不犹豫地应用新的量子力学作为工具,而不是试图追溯它在经典物理学中的由来。自此,哥本哈根学派迅速成为研究量子力学的正统学派,其对量子力学的诠释只有一句话——“闭嘴算题”(shut up and calculate)。而阿兰·阿斯佩(Alain Aspect)于1982年也通过实验证明了,在量子层面贝尔不等式是不成立的,由此哥本哈根学派的地位得到了提高。

虽然一些物理哲学家对于量子力学给出了一些奇特的解释,但大多数物理学家对此都很不屑,他们将关于量子理论的基础问题作为一个“无法解决”的问题,并告诉他们的学生不要浪费时间去寻找解决方案。而还有一些人则喜欢另外一种观点:物理学证明,世界太复杂以至于世人不能理解,并且物理学所提供的证据也超越了局外人的理解能力。当量子理论成为核心理论时,物理学家应该成为新的科学领袖。最近我们已经将量子力学应用到从密码学到生物学的各个领域中,而“量子力学”这个词也已经成了筹集资金的法宝。为了避免被认为是怪人或局外人,没有人敢于挑战量子力学的基础问题。因此,我们被困住了。

但事情正在发生变化。在物理学领域,伊夫·库代(Yves Couder)和埃马纽埃尔·福尔(Emmanuel Fort)的研究发现,于振动表面弹跳的水滴,可以用来模拟许多量子世界特有的现象,如双缝干涉、不可预料的隧穿、轨道量子化等。在化学领域,小泽正直(Masanao Ozawa)和维尔纳·霍费尔(Werner Hofer)的研究表明,“不确定性原理”可能存在缺陷——与海森堡曾经的预测相比,现代扫描探针显微镜可以更准确地测量原子的位置和动量。而那些声称量子密码学绝对能保证安全传递的人应该感到担心!在计算机领域,尽管在近20年的时间内投入了数以亿计的研究经费,但量子计算机的研究仍然滞留在对数字15进行因式分解的阶段。物理学家西奥·范尼乌文赫伊岑(Theo van Nieuwenhuizen)也曾指出贝尔定理中存在很难解决的语境错误。

量子力学领域存在的问题与另外一个科学领域存在的问题惊人地相似,那就是意识。多年来,敢于挑战这类问题的几名学者不是即将退休就是知名度很高,对于他们的言论,没有人会提出质疑。正如丹尼尔·丹尼特和尼古拉斯·汉弗莱一样,他们发表的关于意识问题的观点,曾引起了剧烈反响,托尼·莱格特(Tony Leggett)和杰拉德·特·胡夫特(Gerard’t Hooft)关于量子力学的基础的论述也点燃了在量子力学领域论战的火焰。而现在,是时候再引入一些火种了。维也纳学派的物理学家已经针对量子力学举办了两次专题讨论会,这足以证明,我们终于敢于面对量子力学未来的发展了。

所以我认为,“有些问题太难了,青年科学家解决不了”这样的想法应该被淘汰了。老前辈不应该设置一些禁忌,让年轻学者远离这些问题。我们积极并乐观地向年轻人发起挑战:证明我们是错的吧!而至于年轻的科学家,他们应该勇敢地追逐梦想,志存高远。