阿尔伯特·爱因斯坦在 16 岁时，曾想象自己在太空真空中追逐一束光。多年来，他一直在思考这个景象，反复思索，询问关于他自己与光束之间关系的问题。这些心理探索最终引导他提出了狭义相对论。这种思想实验，爱因斯坦用德语词汇 gedankenexperiment 来称呼，至今仍在滋养着物理学的核心，尤其是在他帮助建立的量子力学领域。
理论物理学家斯蒂芬·L·阿德勒在接受我们的记者蒂姆·福尔杰采访时谈到量子现实的概率性质时说：“在量子力学中，事情不会‘发生’。”
从哲学角度来看，这可能是真的，但这并没有阻止研究人员测试量子概念。荷兰代尔夫特理工大学的一个小组使用激光激发电子发射光子，排除了“隐变量”的存在，爱因斯坦认为这些“隐变量”控制着所谓的纠缠粒子——量子理论的主要原则之一。如果没有这些神秘的力量，奇异的动力学确实可能在量子世界中发挥作用，挑战我们对空间和时间的观念。物理学家李·斯莫林认为，宇宙的结构是原子相互作用的巨大集合，存在于不断演化的关系网络中，事件之间的因果关系是复杂的，并且与距离无关。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事能够拥有未来。
尽管量子理论存在理论上的奥秘，但其在现实世界中的应用正在增长。研究人员正在将原子系统冷却到接近绝对零度，用作量子模拟器，以研究超导体和超流体中的应用。其他人则使用台式实验来监测纠缠物体（例如微小的金球或金刚石球）周围的引力场，寻找引力本身被“量子化”为离散比特的迹象。在更大的尺度上，诸如事件视界望远镜（在 2019 年制作了第一张黑洞照片）和引力波探测器等工具可能有助于解决量子力学和广义相对论之间长期存在的、令人困惑的矛盾。
这些量子见解正在推动巨大的创新。中国的一个研究团队成功地在 1200 公里的距离上测试了叠加，为无法破解的量子通信网络铺平了道路。计算机科学家正在使用量子算法来增强传统系统，加速迈向备受瞩目的量子计算时代。正如伊丽莎白·吉布尼报道的那样，这些应用仍然不成熟，但这并没有阻止投资者向量子初创公司 Pouring 资金。
科学史学家一直在争论爱因斯坦是否接受了与他自己的理论相冲突的量子理论要素。谁知道他是否能想象到他的想法所产生的应用。无论如何，思想实验仍在继续。