中国科学家刚刚完成了一次基础物理真正从0到1的实验。

(资料图片)

如果我告诉你，你眼前的每一个粒子从 A 点走到 B 点，根本不是走某一条固定路线，而是把宇宙里所有能走的路径“同时走了一遍”，你敢信吗？

这不是玄幻小说，而是诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼在 1948 年写进量子力学地基里的天才假设——路径积分表述。

过去 78 年来，几乎所有现代物理学家都在用这套公式算粒子、算宇宙，各大高校的物理系教科书也把它奉为圣经。

但有一个让所有物理学家都如鲠在喉的尴尬事实：费曼当年提出的两条最底层基本假设，人类在实验室里从来没有直接验证过！

大家只能默认它是对的，却谁也拿不出直接的实验证据。

直到刚刚，8月26日，权威期刊《科学·进展》（Science Advances）刊发了华南师范大学与合肥国家实验室等中国团队的重磅论文：

中国科学家利用单光子实验，高精度测量了数千个关键传播子，由此完整重构出1,419,857条可能路径的概率振幅，在人类历史上第一次直接验证了费曼 78 年前的量子力学基本假设！

物理学教科书上的这块核心地基，终于在今天被中国团队实打实地验明正身。

01、78年的尴尬：物理学地基居然一直没被实测？

在经典世界里，规则很简单：你从北京坐高铁去上海，走的就是京沪高铁这一条线。

但量子世界彻底颠覆了常识。

费曼在 78 年前指出：微观粒子从起点到终点，它没有确定轨迹，而是穿过了所有可能的路径——直线的、弯曲的、甚至绕道火星再回来的路径。

为了把这个离谱的想法变成严密的数学，费曼立下了两条核心假设：

• 第一条假设（相干叠加）：粒子到达终点的最终概率，不是把每条路的经典概率简单相加，而是把所有可能路径的“概率振幅”加在一起再平方。

• 第二条假设（等概率与经典作用量）：所有路径不论长短、走得多离谱，地位完全平等（振幅大小完全相等）；唯一的差别，是每条路径自带的“相位角”，完全由经典力学的作用量 S/ℏ 决定！

可为什么 78 年来没人去直接测？

因为太难了。单个粒子的路径千千万万，要在实验室里把上百万条微观路径的波函数一步步拆开、测准、还不破坏量子态，在过去几乎是天方夜谭。

02、重构140万条路径：中国团队如何还原量子奇迹？

面对这个世界级难题，中国团队搭建了一套极其精密的光学系统，用单个光子作为信使，完成了这场史诗级的微观还原：

• 第一步：拆解传播子。研究团队没有盲目硬碰连续空间，而是把空间和时间切成微小的网格，将 140 多万条路径拆解成数千个微观的“传播子（Propagator）”单元。

• 第二步：极限精度突破。通过纳米级的机械防震、单光子偏振测量指针与高精度成像系统，团队将单光子传播子的测量保真度从以往的 87.6% 暴力拉升到了 98.5%，把测量误差压到极低。

• 第三步：重构 140 万条路线。利用这套系统，团队成功重构了单光子在 17⁵ = 1,419,857条演化路径上的全部概率振幅。

实验结果展现出了惊人的吻合：

实验测出的最终概率与费曼第一假设的理论保真度高达94.4%，彻底碾压了经典相加的曲线；

而第二假设中，无论路径形态如何，所有路径的振幅大小果然保持恒定，相位随着作用量严密线性旋转，保真度达到94.7%！

费曼在 78 年前凭借纯粹物理直觉写下的天才断言，在 140 万组数据的冲刷下，依然高度吻合。

03、这项突破对未来意味着什么？

很多朋友会问：直接验证一个 78 年前的老理论，除了让教科书更安心，对我们现实有什么用？

这项突破的硬核价值，恰恰在于它点亮了一套全新的底层工具箱：

• 1. 证实微观路径的物理实在性几十年来物理学界一直争论：费曼路径到底只是数学家发明的计算把戏，还是真实发生的物理图景？中国团队的数据证明，每个光子的行为确实精准符合所有路径的叠加，为理解量子力学的物理实在性提供了坚实证据。

• 2. 打开复杂量子模拟的全新大门这种高精度的传播子测量技术，未来可以直接移植到量子计算、量子纠缠历史测量以及拓扑凝聚态物理中，帮科学家在实验室里直接“看清”复杂量子态的演化细节。

• 3. 探索量子与引力交界处的终极可能路径积分是连接量子力学与广义相对论最重要的数学桥梁。掌握了实验测定路径积分的方法，人类就有可能在实验室里模拟弯曲时空下的量子效应， 为研究量子引力提供新的实验工具 。

天行有常，周流不息，万途并进，终成大观。

在微观尺度下，一个粒子为了到达它的彼岸，从不吝惜去丈量宇宙中所有曲折坎坷的可能。

它看似走过了无数条荒谬、遥远、甚至不可思议的弯路，但正是这成千上万条路径在时光里的彼此激荡与共鸣，最终才凝聚出了那条清晰笃定的现实轨迹。

人生漫漫，何尝不是一场波澜壮阔的路径积分？

我们这一生走过的那些迷茫、碰壁与弯路，从来都不是无意义的虚掷。每一次探索、每一步跋涉，都是生命在暗处积攒的概率振幅。

不必因眼前的曲折而懊恼，守住心中的方向与定力。那些看似微不足道的努力，终会在漫长的岁月里相互激荡，汇聚成属于你自己的光明大道。

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参考文献：

1. Wen, Y.-L., Tian, L.-M., Wang, Y., Zhang, S., Li, C., Li, J., Wang, E., Yan, H., & Zhu, S.-L. (2026). Direct experimental test of Feynman"s path integral postulates with single photons.Science Advances, 12(35), eaeh1011. https://doi.org/10.1126/sciadv.aeh1011