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[找茬，物理学] 为什么说量子理论是“民科们”的经验公式？

   这个是“标题党”了点。

   标题党：是指用夸张的标题吸引人点击查看。

   其实，是想请王涛老师，一位职业官科物理学家，大学物理学教师，多给我们讲解有关量子力学的专业知识。

   俺与“量子力学”远日无怨、近日无仇，所以完全没有必要诽谤量子理论。

一、背景之一：爱因斯坦才是真正的“官科”！

   在“奥林匹亚科学院, Akademie Olympia, Olympia Academy”（1902~1905）时期，爱因斯坦有两个无话不谈的好友——莫里斯·索洛文（Maurice Solovine）和康拉德·哈比希特（Conrad Habicht），他们在物理学、哲学和数学方面已经达到高端专业人士的水平！其中哲学著作的研读是重头戏。

   正是哲学功底，才让爱因斯坦成为了最好的物理学家！

Akademie Olympia - Conrad Habicht, Maurice Solovine, und Albert Einstein (1903)

https://de.wikipedia.org/wiki/Akademie_Olympia

   青年时期的爱因斯坦，“被”贴上“民科”标签，尽管此时的爱因斯坦已经是顶级的官科！

   1921年，爱因斯坦 "for his services to Theoretical Physics, and especially for his discovery of the law of the photoelectric effect." 获得诺贝尔物理奖，The Nobel Prize in Physics 1921

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1921/summary/

成为表里如一的“顶级官科”。

二、背景之二：数学里概率论、数理统计学的发展时间节点

   （1）在1930年代数学界，才实现了概率论的成熟体系（1921年 J. M. Keynes的“主观概率学派”，1928年 von Mises 的“客观概率学派”，1933年以柯尔莫哥洛夫的“以测度论为基础的概率公理化体系”）；

   （2）到1930年代末期，以 Student（William Sealy Gosset）、费歇尔（Sir Ronald Aylmer Fisher）、爱根·皮尔逊（Egon Sharpe Pearson）和奈曼（Jerzy Neyman）为主将，才使得数理统计学成为一个符合现代数学严格标准的学科。

三、背景之三：采样定理（WKS-theorem）的发展时间节点

   （1）1915年，E. T. Whittaker 发表的统计理论。

   （2）采样定理是1928年由美国电信工程师 H.奈奎斯特 Nyquist 首先提出来的，因此称为奈奎斯特采样定理。

   （3）1933年由苏联工程师科捷利尼科夫 Kotelnikov 首次用公式严格地表述这一定理，因此在苏联文献中称为科捷利尼科夫采样定理。

   （4）1948年信息论的创始人C.E.香农对这一定理加以明确地说明并正式作为定理引用，因此在许多文献中又称为香农采样定理。（直到 1949 年，克劳德·香农才重新发现了采样定理。）

   由于 1915~1933年 Whittaker、Nyquist、Kotelnikov 的工作没有传播开来，才导致 1949 年 Shannon 重新发现了采样定理。

   众所周知，沟通“连续量”和“离散量”之间关系的重要知识，就是采样理论。

四、背景之四：有两个函数，傅里叶变换后形式不变

   网传一位“973”项目首席科学家，研磨过物理学历史，在主流顶刊 Science、PNAS 发表过多篇论文的“官科”说：

   幸好 Heisenberg 老师数学一直不好，要是他知道另一个，不知道能得到什么样的不确定性原理。

五、为什么说量子理论是“民科们”的经验公式？

   据说希尔伯特曾说过一句有名的话：‘物理对于物理学家来说实在是太难了！’因为他知道，物理需要用到很多数学，而那些是物理学家难以掌握的。”

   “真正的物理学家，其思想能够穿透存在的迷雾，猜得透自然的奥秘。他们的成就共同构筑起人类知识之最厚重、最珍贵的部分、刻在其创造者的墓碑上，也刻在仰慕者的心头。”曹则贤表示，其深奥程度也许正如某位德国马普所物理学家所说：“其实这个世界上80％的物理学家根本不懂物理。”

   （1）现有的量子力学框架（1925年海森堡，1926年薛定谔）是相当“民科”的。

   （2）此时，人类对概率论、数理统计学都还没有严密化，采样定理还没有传播出来。

   从 1926年开始，善良的顶级官科爱因斯坦就一直苦口婆心地给玻尔（Niels Henrik David Bohr）讲解“量子力学”真谛。可惜，小民科玻尔压根听不懂。

   1935年，小民科玻尔和爱因斯坦在美国《物理学评论》的争论达到了高潮。

   Bohr–Einstein debates: The debate between Bohr and Einstein over the interpretation of quantum theory began in 1927 at the fifth Solvay Conference of physicists and ended at Einstein’s death in 1955. The most active phase of the debate ran from 1927 to 1936 when Bohr replied to the EPR paper written by Einstein and two colleagues.

   玻尔-爱因斯坦辩论：玻尔和爱因斯坦之间关于量子理论解释的辩论始于 1927 年第五届索尔维物理学家会议，并在爱因斯坦于 1955 年去世时结束。辩论最活跃的阶段是从 1927 年到 1936 年，当时玻尔回答爱因斯坦和 Boris Podolsky、Nathan Rosen 撰写的 EPR (The Einstein - Podolsky - Rosen paradox) 论文。

   后来都说玻尔赢了！但是，作为爱因斯坦的粉丝，俺认为玻尔输了！说玻尔赢了，是因为《世界上80％的物理学家根本不懂物理》！

   （3）所以，从上面人类数学、信号理论发展的时间看，量子理论是在它们“严密化”、“出现”之前就定型了，除了是“民科们的经验公式”，还能是什么呢？

   所以么，俺们这些以爱因斯坦为代表的官科们，只能像当年的大科学家冯诺依曼 John von Neumann，温柔地对“量子理论”说：

   “Trivial （没嘛水平）。”

上面所有图片来自互联网，感谢原作者和有关人员！

推荐阅读：

[1] 王涛，2022-06-07，科学四法：理性、逻辑、数学和实验

https://blog.sciencenet.cn/blog-41701-1342002.html

[2] 王涛，2022-06-04，我们可能会有第四个版本的量子力学么？

https://blog.sciencenet.cn/blog-41701-1341555.html

参考资料：

[1] 量子力学(物理学理论) - 百度百科

https://baike.baidu.com/item/%E9%87%8F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E5%AD%A6/131692

[2] 玻尔和爱因斯坦论战 - 百度百科

https://baike.baidu.com/item/%E7%8E%BB%E5%B0%94%E5%92%8C%E7%88%B1%E5%9B%A0%E6%96%AF%E5%9D%A6%E8%AE%BA%E6%88%98

[3] 中国数字科技馆，2019-10-02，爱因斯坦与奥林匹亚科学院

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1646283173277906926&wfr=spider&for=pc

[4] 香农采样定理，百度百科

https://baike.baidu.com/item/%E9%A6%99%E5%86%9C%E9%87%87%E6%A0%B7%E5%AE%9A%E7%90%86

[5] 李小文，2013-02-27，奈奎斯特、奈奎斯特频率、混叠

https://blog.sciencenet.cn/blog-2984-665623.html

   当采样频率F低于奈奎斯特频率时,重构的连续信号中原信号F/2以上的频率不是消失了,而是对称的映象到了F/2以下的频带中,并且和F/2以下的原有频率成分叠加起来,这个现象叫做 “混叠”(aliasing).

[6] Hans Dieter Luke. The origins of the sampling theorem [J]. IEEE Communications Magazine, 1999, 37(4): 106 - 108.

DOI:  10.1109/35.755459

https://ieeexplore.ieee.org/document/755459

[7] 柳树滋. 两位科学巨人的论战及其哲学意义——爱因斯坦和玻尔关于量子力学解释问题的争论[J]. 中国社会科学, 1983, (5): 15-33. 

https://gfffxaa7a0cc611944276hfouc5bvkf9q6695cffhh.eds.tju.edu.cn/Qikan/Article/Detail?id=1002758018

https://xuewen.cnki.net/CJFD-ZSHK198305001.html

[8] 科学网，程唯珈，2019-05-14，曹则贤：世界上80％的物理学家根本不懂物理

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/5/426211.shtm

[9] 陈希孺. 数理统计学简史[M]. 长沙: 湖南教育出版社, 2002.

相关链接：

[1] 2022-06-07，引力归结为电磁作用的一个定性物理图像

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1341942.html

[2] 2020-05-28，[困惑] 量子力学里的波函数坍塌，真的很难吗？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1235335.html

[3] 2020-03-26，现实中常见的概率分布

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1225390.html

[4] 2020-03-09，“冯闷棍”与纳什疾病的真像（纳什均衡传奇）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1222575.html

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