量子力学的“终极基石”之一，刚刚迎来了一场跨越 80 年的物理学终极证实。

华南师范大学朱诗亮教授团队首次在真实实验室里，对物理学巨擘理查德·费曼于 1948 年提出的“路径积分（Path Integral）”假说完成了直接测量与验证。

在量子力学中，微观粒子（如光子）从 A 点运动到 B 点，并不是走某条固定的轨迹，而是“同时走过了所有可能的路径”——这就是费曼路径积分的精髓。80 年来，这个“求和所有路径（Sum over all paths）”的概念一直是量子场论和粒子物理的数学基石，但由于测量量子系统必然会导致波函数坍缩，科学界此前从未在实验中直接测量并重构出这一过程。

而该团队通过极高精度的量子测量技术，让光子穿过由微型反射镜、透镜和晶体组成的复杂迷宫，连续测量了 5 个被称为“传播子（Propagator）”的量子态转换过程，最终成功采集并计算了多达 1,419,857 条不同的光子路径。当他们把这 141 万多条实测路径代入费曼的公式时，理论预测与光子的实际物理行为完全吻合！

下面我们就来看看，为什么测量“粒子的所有路径”在物理上极度困难？华南师大团队又是如何打破这一物理学铁律的？

海森堡不确定性原理和量子测量效应告诉我们，你只要去“看”一眼粒子走了哪条路，它的量子叠加态就会瞬间坍缩成确定轨迹，路径积分里“同时走所有路径”的叠加效应就会被彻底摧毁。

团队没有死板地去“硬追踪”单个光子的轨迹，而是利用了微观光子偏振等属性的精细控制，测量光子在不同迷宫节点间的“传播子”（即预测光子量子态如何变化的数学函数）。

在量子实验中，测量误差是会累加的。如果单次测量的精度不够，当把 5 个传播子的数据连续相乘，误差就会像海啸一样被指数级放大，最终得到的数据只会是一堆毫无意义的随机白噪声（Noise）。

为了阻止这种“数据崩溃”，团队对实验装置中的光学元器件精度、激光稳定性以及单光子探测器的信噪比进行了全方位的极限提升。只有把单次测量误差压制到近乎为零，才能保证 141 万条路径在连续 5 次矩阵乘法后，信号依然清晰可辨。

英国格拉斯哥大学的约尔格·哥特（Jörg Götte）评价称，这项实验的精度代表了人类目前对量子态控制与强力测量的最高水准。