在過去一世紀,量子力學無疑是人類最成功、最準確的物理理論之一。從半導體到雷射、從MRI到光電效應,量子理論的應用遍布科技每個角落。然而,也正是在這龐大的應用背後,一股質疑聲音持續存在。這些質疑不在於技術能不能實作,而在於理論背後「是否真實」。
其中最具代表性的批評者之一,正是諾貝爾獎得主、理論物理學家 Gerard ’t Hooft。他對量子力學中「疊加態」與「隨機性」的核心概念提出激烈挑戰,並試圖用一種確定論(determinism)與隱變數理論來重新定義物理世界。
荷蘭學者 Gerard ’t Hooft 是以數學嚴謹、物理直覺、思想非凡著稱,不僅在 1999 年與導師 Martinus Veltman 共同獲得諾貝爾物理獎,更因其畢生對基礎物理的貢獻,於 2024 年獲頒價值三百萬美元的「基礎物理特別突破獎」。然而,相較於獎項本身,更引人注目的是 ’t Hooft 對當今主流物理學,尤其是量子力學的根本質疑。
’t Hooft 的核心觀點:量子力學只是統計幻影?
1. 疊加態不是實體,只是數學手段
’t Hooft 認為,所謂的「疊加態」——如同時既是粒子又是波、既在A點又在B點的描述——只是數學上的計算工具,並非自然界真實的物理存在。他延續了 Schrödinger 的名言「你從沒看過一隻同時活著又死了的貓」,並進一步主張:
「世界上從未真實出現過疊加態。」
這與當前量子計算的基礎形成強烈對比——因為在主流量子計算中,qubit(量子位元)正是靠疊加才能「同時」代表0與1,藉此在某些問題上達成指數級的加速。
2. 量子力學只給機率,沒有自然法則
’t Hooft 認為,真正的自然法則應該像牛頓力學那樣提供「確定性」預測,而不是像量子力學那樣只能告訴你「發生的機率」。他曾說:
「量子力學只告訴我們有什麼可能發生,但不告訴我們到底會發生什麼。這不是自然法則。」
他相信,宇宙本質上是確定的,只是我們還未發現其底層的機制,因此才會用機率論包裝這些無知。
如果’t Hooft 是對的,量子電腦還成立嗎?
1. 現有量子電腦是在錯誤的理論上運作?
主流量子計算建立在以下三個關鍵物理概念上:
疊加(superposition):qubit 可同時為0與1;
糾纏(entanglement):多個 qubit 的狀態不可分割;
干涉(interference):某些路徑會加強、某些會消除。
若如’t Hooft 所說,「疊加只是數學上的表示,而非真實存在」,那整個量子加速的基礎就被動搖了。換言之,量子計算機未必真的是在「同時計算指數多的輸入」,而只是某種極精巧的機率模擬。
2. 那為何還是有量子優勢的實驗結果?
這是’t Hooft 派系與主流物理界最大分歧處之一。主流認為,如 Google 的「量子霸權」(quantum supremacy)實驗證明量子電腦能做經典電腦難以處理的任務。但’t Hooft 則認為:
「這些優勢或許只是對某些特定統計現象的模擬結果,我們未必真正理解其背後機制。」
他更進一步指出,真正的關鍵在於我們缺乏足夠深入的底層理論來詮釋這些結果——而非盲目將其歸因於疊加與糾纏。
量子計算的命運:信仰之爭還是技術之爭?
’t Hooft 的批判讓我們反思:我們是基於「真實的自然描述」來建構技術?還是只是用數學語言包裝一種我們還沒理解的機制?
物理學的未來,是重寫還是補寫?
’t Hooft 的批判未必會立即讓量子電腦消失,但他的挑戰確實動搖了我們對量子技術理論基礎的信仰。這讓人想起愛因斯坦當年對量子不確定性的抗拒:「上帝不擲骰子。」雖然他當時被視為守舊,但或許未來我們會回頭重新理解他的直覺。
量子力學是否真是「完成的理論」?抑或仍只是一座半成的橋?從’t Hooft 的眼中看,這場爭論還遠未結束,真正的物理革命或許還未開始。




