量子力学中复数作用的争议 - 量子力学的核心方程长期包含虚数i，但物理学家对其在理论中的必要性存在根本性争议 [3][4] - 2021年有研究通过复杂贝尔实验证明复数不可或缺，但2025年的新研究推翻了该结论，表明量子力学可用纯实数重写且实验预测完全一致 [8][11][13] - 尽管实数形式理论可行，但复数版本在数学上更简洁、优雅和直观，复数与量子力学之间存在天然的契合性 [23][44][46] 实数形式量子理论的发展 - 1960年瑞士物理学家Ernst Stueckelberg首次提出实数形式的量子力学理论，通过数学变换将波函数从复数空间映射到实数空间 [22] - 2008年和2009年的研究表明，实数理论可再现标准量子理论中的贝尔实验结果，但该理论形式笨重，描述两粒子系统需要16个实数，而复数仅需4个 [24] - 2025年德国和法国的研究团队通过发展新的向量组合规则，建立了与复数量子理论完全等价的实数版本，指出2021年实验的关键假设（张量积形式）对实数理论不适用 [35][36][38] 量子计算领域的佐证 - 量子计算中常见的T门逻辑门会使量子比特状态向量在复平面上旋转 [40] - 2025年9月Google Quantum AI专家Craig Gidney证明可从任何量子算法中完全移除T门，以数值方式表明量子计算不需要复数存在 [40] 复数在理论中的核心特性 - 复数可视为平面上的向量，乘以i的操作等价于将向量旋转90度，这一特性使其成为描述波函数量子态的天然数学工具 [20][21] - 实数理论虽然避免了显式使用虚数i，但仍旧复制了i的核心功能，即旋转向量的能力，复数的乘法规律痕迹依然存在 [47][48][52] - 有观点认为，量子粒子的自旋等特有属性可能是复数与量子世界自然契合的原因 [51]