在16歲時，阿爾伯特·愛因斯坦想象自己在太空真空中追逐一束光。他多年來一直思考著這個景象，在腦海中反覆琢磨，詢問關於他自己和光束之間關係的問題。這些思想上的探索最終引導他提出了狹義相對論。這種思想實驗，愛因斯坦用德語詞“gedankenexperiment”來稱呼它，至今仍在滋養著物理學的核心，尤其是在他幫助建立的量子力學領域。
“在量子力學中，事情不會發生”，理論物理學家斯蒂芬·L·阿德勒在告訴我們的記者蒂姆·福爾傑時說，他指的是量子現實的機率性質。
從哲學上講，這可能是真的，但這並沒有阻止研究人員測試量子概念。荷蘭代爾夫特理工大學的一個研究小組使用雷射激發電子發射光子，排除了“隱變數”的存在，愛因斯坦認為隱變數控制著所謂的糾纏粒子——量子理論的主要原則之一。如果沒有這些神秘的力量，奇異的動力學確實可能在量子世界中發揮作用，挑戰我們對空間和時間的認知。物理學家李·斯莫林認為，宇宙的結構是在不斷演化的關係網路中大量原子相互作用的集合，其中事件之間的因果關係是複雜的，並且與距離無關。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續推出關於發現和塑造我們當今世界的想法的具有影響力的故事。
儘管量子理論存在理論上的奧秘，但其在現實世界中的應用正在增長。研究人員正在將原子系統冷卻到接近絕對零度，用作量子模擬器，以研究超導體和超流體中的應用。其他人正在使用桌面實驗來監測糾纏物體（例如，微小的金或鑽石球體）周圍的引力場，尋找引力本身被“量子化”為離散位元的跡象。在更大的尺度上，事件視界望遠鏡（最近拍攝了第一張黑洞照片）和引力波探測器等工具可能有助於解決量子力學和廣義相對論之間長期存在的、令人困惑的矛盾。
這些量子見解正在推動巨大的創新。中國的一個研究團隊成功地在1200公里的距離上測試了疊加態，為不可破解的量子通訊網路鋪平了道路。計算機科學家正在使用量子演算法來增強傳統系統，加速邁向備受期待的量子計算時代。正如伊麗莎白·吉布尼報道的那樣，這些應用仍然不成熟，但這並沒有阻止投資者向量子初創公司投入資金。
科學史學家一直在爭論愛因斯坦是否接受了量子理論中與他自己理論相沖突的要素。誰知道他是否能想象到他的思想所產生的應用。無論如何，思想實驗仍在繼續。