薛定諤的(de)(de)(de)(de)貓(mao)(mao)(英文(wen)名(ming)稱:Schr?dinger’s Cat)是(shi)奧地(di)利著(zhu)名(ming)物理(li)(li)學(xue)(xue)家(jia)薛定諤(Erwin Schr?dinger,1887年8月12日~1961年1月4日)提出的(de)(de)(de)(de)一個(ge)思想實驗(yan),是(shi)指(zhi)將(jiang)一只(zhi)貓(mao)(mao)關在裝(zhuang)有少(shao)量鐳(lei)和氰化物的(de)(de)(de)(de)密閉(bi)容(rong)器里。鐳(lei)的(de)(de)(de)(de)衰(shuai)變存(cun)在幾率,如果鐳(lei)發(fa)生(sheng)衰(shuai)變,會觸(chu)發(fa)機關打碎裝(zhuang)有氰化物的(de)(de)(de)(de)瓶(ping)子(zi)(zi)(zi),貓(mao)(mao)就會死(si);如果鐳(lei)不發(fa)生(sheng)衰(shuai)變,貓(mao)(mao)就存(cun)活(huo)。根據量子(zi)(zi)(zi)力學(xue)(xue)理(li)(li)論,由于(yu)放射性(xing)的(de)(de)(de)(de)鐳(lei)處于(yu)衰(shuai)變和沒(mei)有衰(shuai)變兩種狀態(tai)的(de)(de)(de)(de)疊加(jia)(jia),貓(mao)(mao)就理(li)(li)應處于(yu)死(si)貓(mao)(mao)和活(huo)貓(mao)(mao)的(de)(de)(de)(de)疊加(jia)(jia)狀態(tai)。這(zhe)只(zhi)既死(si)又活(huo)的(de)(de)(de)(de)貓(mao)(mao)就是(shi)所(suo)謂的(de)(de)(de)(de)“薛定諤貓(mao)(mao)”。但是(shi),不可能(neng)存(cun)在既死(si)又活(huo)的(de)(de)(de)(de)貓(mao)(mao),則必須(xu)在打開(kai)容(rong)器后才知道結果。該(gai)實驗(yan)試圖從宏觀(guan)尺度(du)闡述微觀(guan)尺度(du)的(de)(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)疊加(jia)(jia)原理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)問題,巧(qiao)妙(miao)地(di)把(ba)微觀(guan)物質在觀(guan)測后是(shi)粒(li)子(zi)(zi)(zi)還是(shi)波的(de)(de)(de)(de)存(cun)在形式和宏觀(guan)的(de)(de)(de)(de)貓(mao)(mao)聯系起來,以此(ci)求(qiu)證(zheng)觀(guan)測介入時(shi)量子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)存(cun)在形式。隨著(zhu)量子(zi)(zi)(zi)物理(li)(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展,薛定諤的(de)(de)(de)(de)貓(mao)(mao)還延伸出了(le)平(ping)行宇宙等物理(li)(li)問題和哲學(xue)(xue)爭議。
2023年5月,瑞(rui)士蘇黎世(shi)聯邦理(li)工學院(yuan)科學家創建了迄今最重“薛定諤的貓”。
“薛定諤的(de)貓”是(shi)(shi)(shi)由奧地利物理學家(jia)薛定諤于1935年提出的(de)有(you)(you)關貓生死疊加的(de)著名(ming)思想實(shi)驗,是(shi)(shi)(shi)把微觀(guan)領(ling)域的(de)量子(zi)行(xing)為(wei)擴展到宏觀(guan)世界的(de)推(tui)演。這里必須要認識量子(zi)行(xing)為(wei)的(de)一(yi)(yi)個現(xian)象(xiang)——觀(guan)測(ce)。微觀(guan)物質(zhi)有(you)(you)不同(tong)的(de)存在(zai)(zai)形式,即粒子(zi)和波。通常,微觀(guan)物質(zhi)以(yi)波的(de)疊加混沌態存在(zai)(zai);一(yi)(yi)旦(dan)觀(guan)測(ce)后,它們立刻選擇成為(wei)粒子(zi)。實(shi)驗是(shi)(shi)(shi)這樣的(de),在(zai)(zai)一(yi)(yi)個盒子(zi)里有(you)(you)一(yi)(yi)只(zhi)貓,以(yi)及少量放(fang)射(she)性物質(zhi)。之后,有(you)(you)50%的(de)概(gai)率(lv)放(fang)射(she)性物質(zhi)將會衰變(bian)并(bing)釋放(fang)出毒氣殺死這只(zhi)貓,同(tong)時有(you)(you)50%的(de)概(gai)率(lv)放(fang)射(she)性物質(zhi)不會衰變(bian)而貓將活(huo)下來。
根據經典物(wu)理學(xue),在(zai)盒(he)子(zi)(zi)(zi)里必(bi)(bi)將發生(sheng)這(zhe)兩(liang)個結果之(zhi)一(yi),而外部(bu)觀(guan)測(ce)者只有打開(kai)盒(he)子(zi)(zi)(zi)才能知道里面的(de)(de)(de)結果。在(zai)量子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)世界里,當盒(he)子(zi)(zi)(zi)處于(yu)關(guan)閉狀(zhuang)態,整個系統(tong)則一(yi)直保持(chi)不確定(ding)性的(de)(de)(de)波態,即貓生(sheng)死疊加。貓到底是(shi)死是(shi)活必(bi)(bi)須在(zai)盒(he)子(zi)(zi)(zi)打開(kai)后,外部(bu)觀(guan)測(ce)者觀(guan)測(ce)時,物(wu)質以(yi)粒(li)子(zi)(zi)(zi)形式表現(xian)后才能確定(ding)。這(zhe)項實(shi)驗旨(zhi)在(zai)論證量子(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)對微(wei)觀(guan)粒(li)子(zi)(zi)(zi)世界超(chao)乎常(chang)理的(de)(de)(de)認識和理解,可這(zhe)使微(wei)觀(guan)不確定(ding)原理變成了宏觀(guan)不確定(ding)原理,客(ke)觀(guan)規律(lv)不以(yi)人的(de)(de)(de)意志為轉(zhuan)移(yi),貓既活又死違背了邏輯思維。
薛定諤的貓(Schr?dinger's Cat)是(shi)關于(yu)量子理論(lun)的一個思想實驗。
盡管量子論(lun)(lun)的誕生已經過(guo)了一(yi)個(ge)世(shi)紀,其輝(hui)煌鼎盛與繁榮也(ye)過(guo)了半(ban)個(ge)世(shi)紀。量子理(li)論(lun)(lun)曾經引(yin)起的困(kun)(kun)惑直到21世(shi)紀仍困(kun)(kun)惑著人們。正如玻爾的名言(yan):“誰要(yao)是第一(yi)次聽到量子理(li)論(lun)(lun)時沒(mei)有(you)(you)發火,那他一(yi)定(ding)沒(mei)聽懂。”薛定(ding)諤的貓是諸(zhu)多量子困(kun)(kun)惑中有(you)(you)代(dai)表性的一(yi)個(ge)。
薛定諤嘗試著(zhu)用一個思想(xiang)實(shi)驗來檢驗量子(zi)理論隱含的不確定之處。
設想在(zai)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個封閉的(de)(de)(de)匣子(zi)(zi)(zi)里,有(you)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)只(zhi)(zhi)活(huo)(huo)貓(mao)(mao)(mao)及一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)瓶(ping)毒(du)藥(yao)(yao)。當衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)發生(sheng)時(shi),藥(yao)(yao)瓶(ping)被打破,貓(mao)(mao)(mao)將(jiang)被毒(du)死(si)。按照常(chang)識,貓(mao)(mao)(mao)可(ke)能(neng)死(si)了(le)也(ye)可(ke)能(neng)還活(huo)(huo)著。毒(du)藥(yao)(yao)瓶(ping)上(shang)(shang)有(you)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個錘(chui)子(zi)(zi)(zi),錘(chui)子(zi)(zi)(zi)由一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個電(dian)子(zi)(zi)(zi)開關控制,電(dian)子(zi)(zi)(zi)開關由放(fang)射性原子(zi)(zi)(zi)控制。如(ru)果(guo)原子(zi)(zi)(zi)核衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian),則(ze)放(fang)出(chu)阿(a)爾法(fa)粒子(zi)(zi)(zi),觸動電(dian)子(zi)(zi)(zi)開關,錘(chui)子(zi)(zi)(zi)落下(xia),砸碎毒(du)藥(yao)(yao)瓶(ping),釋(shi)放(fang)出(chu)里面的(de)(de)(de)氰化(hua)物(wu)氣體,貓(mao)(mao)(mao)必死(si)無疑。原子(zi)(zi)(zi)核的(de)(de)(de)衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)是(shi)隨機事件(jian),物(wu)理(li)學家(jia)所(suo)能(neng)精(jing)確知道(dao)(dao)的(de)(de)(de)只(zhi)(zhi)是(shi)半(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)——衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)半(ban)所(suo)需要的(de)(de)(de)時(shi)間。如(ru)果(guo)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)放(fang)射性元(yuan)素的(de)(de)(de)半(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)是(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)天,則(ze)過一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)天,該元(yuan)素就少了(le)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)半(ban),再過一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)天,就少了(le)剩下(xia)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)半(ban)。物(wu)理(li)學家(jia)卻(que)無法(fa)知道(dao)(dao),它(ta)在(zai)什么時(shi)候衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian),上(shang)(shang)午(wu),還是(shi)下(xia)午(wu)。當然,物(wu)理(li)學家(jia)知道(dao)(dao)它(ta)在(zai)上(shang)(shang)午(wu)或下(xia)午(wu)衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)的(de)(de)(de)幾率——也(ye)就是(shi)貓(mao)(mao)(mao)在(zai)上(shang)(shang)午(wu)或者下(xia)午(wu)死(si)亡的(de)(de)(de)幾率。如(ru)果(guo)我(wo)們(men)(men)不(bu)揭開密室的(de)(de)(de)蓋(gai)子(zi)(zi)(zi),根據我(wo)們(men)(men)在(zai)日(ri)常(chang)生(sheng)活(huo)(huo)中的(de)(de)(de)經驗(yan),可(ke)以認定(ding),貓(mao)(mao)(mao)或者死(si),或者活(huo)(huo)。這是(shi)它(ta)的(de)(de)(de)兩種(zhong)本(ben)征(zheng)態。如(ru)果(guo)我(wo)們(men)(men)用(yong)薛定(ding)諤方(fang)程來描述薛定(ding)諤貓(mao)(mao)(mao),則(ze)只(zhi)(zhi)能(neng)說(shuo),它(ta)處于一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)活(huo)(huo)與不(bu)活(huo)(huo)的(de)(de)(de)疊加態。我(wo)們(men)(men)只(zhi)(zhi)有(you)在(zai)揭開蓋(gai)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)瞬間,才能(neng)確切地知道(dao)(dao)貓(mao)(mao)(mao)是(shi)死(si)是(shi)活(huo)(huo)。此時(shi),貓(mao)(mao)(mao)構成的(de)(de)(de)波函數由疊加態立即收(shou)縮到某一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個本(ben)征(zheng)態。
量(liang)子(zi)理(li)論(lun)認(ren)為(wei),如果沒有揭開(kai)蓋(gai)子(zi),進(jin)行觀(guan)察,我(wo)們永(yong)遠(yuan)也不(bu)知道貓是死(si)是活,它將永(yong)遠(yuan)處于(yu)既(ji)死(si)又活的疊加態,可這使(shi)微觀(guan)不(bu)確定原理(li)變(bian)成了(le)(le)宏觀(guan)不(bu)確定原理(li),客(ke)觀(guan)規律(lv)不(bu)以人的意志(zhi)為(wei)轉移(yi),貓既(ji)活又死(si)違(wei)背了(le)(le)邏輯(ji)思維(wei)。
薛定諤挖(wa)苦(ku)說,按(an)照量子(zi)(zi)力(li)學的(de)解釋,容(rong)器中的(de)貓(mao)(mao)處于“死(si)(si)-活疊加(jia)態”——既死(si)(si)了(le)又活著。要等(deng)到(dao)打開(kai)容(rong)器看(kan)貓(mao)(mao)一眼(yan)才決定其生死(si)(si)。(請注意,不是發(fa)現而(er)是決定,僅(jin)僅(jin)看(kan)一眼(yan)就足以致命。)正(zheng)像哈(ha)姆(mu)雷特王(wang)子(zi)(zi)(引用自莎士比(bi)亞(ya)的(de)名言)所(suo)說:“生存還(huan)是死(si)(si)亡,這是一個(ge)問題。”只有當你打開(kai)盒子(zi)(zi)的(de)時候,疊加(jia)態突(tu)然結束(在數學術語就是“波函(han)數坍縮(collapse)”,哈(ha)姆(mu)雷特王(wang)子(zi)(zi)的(de)猶豫(yu)才終于結束,我們知道了(le)貓(mao)(mao)的(de)確定態——死(si)(si),或者活。
哥(ge)本哈(ha)根(gen)的(de)(de)幾率詮釋(shi)的(de)(de)優(you)點:只出現一個(ge)結(jie)果(guo),這與我們(men)觀測到的(de)(de)結(jie)果(guo)相符合。有一個(ge)大的(de)(de)問(wen)題,它(ta)要(yao)求(qiu)波函數突然(ran)坍縮(suo),可物理(li)學中沒有一個(ge)公式能夠(gou)描述這種(zhong)坍縮(suo)。盡管如此(ci),長期以來物理(li)學家們(men)出于或許(xu)實用主義的(de)(de)考慮,還是接受了哥(ge)本哈(ha)根(gen)的(de)(de)詮釋(shi)。付出的(de)(de)代價,違(wei)反了薛定(ding)(ding)諤方(fang)程。這就難怪薛定(ding)(ding)諤一直耿耿于懷了。
思想實(shi)驗告訴我(wo)們:除非進行(xing)觀(guan)(guan)測(ce),否則一(yi)(yi)切(qie)都不(bu)(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)確(que)定(ding)的,可這使微(wei)觀(guan)(guan)不(bu)(bu)(bu)(bu)確(que)定(ding)原(yuan)理(li)(li)變成了(le)(le)宏觀(guan)(guan)不(bu)(bu)(bu)(bu)確(que)定(ding)原(yuan)理(li)(li),客觀(guan)(guan)規律不(bu)(bu)(bu)(bu)以人的意志為轉移,貓既活又死(si)違背了(le)(le)邏(luo)輯思維。愛因(yin)斯坦和少數非主流派物(wu)理(li)(li)學(xue)家(jia)拒絕接受由波爾及(ji)其同事創(chuang)立的理(li)(li)論(lun)結果。量子(zi)力學(xue)告訴我(wo)們,存在(zai)一(yi)(yi)個中(zhong)間(jian)態(tai),貓既不(bu)(bu)(bu)(bu)死(si)也(ye)不(bu)(bu)(bu)(bu)活,直到進行(xing)觀(guan)(guan)察看看發生了(le)(le)什么。愛因(yin)斯坦認為,量子(zi)力學(xue)只不(bu)(bu)(bu)(bu)過是(shi)(shi)(shi)對原(yuan)子(zi)及(ji)亞原(yuan)子(zi)粒子(zi)行(xing)為的一(yi)(yi)個合(he)理(li)(li)的描述,這是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)種唯象理(li)(li)論(lun),它本身不(bu)(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)終極真理(li)(li)。他(ta)說(shuo)過一(yi)(yi)句名言(yan):“上帝不(bu)(bu)(bu)(bu)會擲(zhi)骰(tou)子(zi)。”他(ta)不(bu)(bu)(bu)(bu)承認薛定(ding)諤的貓的非本征(zheng)態(tai)之說(shuo),認為一(yi)(yi)定(ding)有(you)一(yi)(yi)個內在(zai)的機(ji)制組成了(le)(le)事物(wu)的真實(shi)本性。愛因(yin)斯坦花了(le)(le)數年時間(jian)企圖設(she)(she)計一(yi)(yi)個實(shi)驗來檢驗這種內在(zai)真實(shi)性是(shi)(shi)(shi)否確(que)在(zai)起作用,但沒有(you)完(wan)成這種設(she)(she)計就(jiu)去世了(le)(le)。
哥本哈根(gen)詮(quan)釋在(zai)很(hen)長的(de)(de)一段時間(jian)成了(le)正統(tong)的(de)(de)、標準的(de)(de)詮(quan)釋。那只不(bu)(bu)死不(bu)(bu)活的(de)(de)貓卻總是像惡夢一樣(yang)讓物理學家們(men)不(bu)(bu)得安寧(ning)。格利(li)賓在(zai)《尋(xun)找(zhao)薛定諤的(de)(de)貓》中想告(gao)訴我(wo)們(men),哥本哈根(gen)詮(quan)釋在(zai)哪兒失敗?以(yi)及(ji)用什么詮(quan)釋可以(yi)替(ti)代它?
1957年,休(xiu)·埃弗萊特提出的“多世(shi)界詮(quan)(quan)釋(shi)(shi)(shi)”似乎為人(ren)們帶來了(le)福音,由于它(ta)太離奇開(kai)始沒(mei)有(you)人(ren)認(ren)真(zhen)對待(dai)。格利(li)賓認(ren)為,多世(shi)界詮(quan)(quan)釋(shi)(shi)(shi)有(you)許多優點(dian),由此它(ta)可以代替(ti)哥本哈根詮(quan)(quan)釋(shi)(shi)(shi)。我們下面簡單(dan)介紹一下休(xiu)·埃弗萊特的多世(shi)界詮(quan)(quan)釋(shi)(shi)(shi)。
格利賓在書(shu)中(zhong)(zhong)(zhong)寫道:“埃(ai)弗(fu)萊特……指出兩(liang)只貓(mao)都是(shi)(shi)(shi)真(zhen)實的(de)。有一只活(huo)貓(mao),有一只死貓(mao),它(ta)(ta)們(men)位于(yu)(yu)不同的(de)世界(jie)中(zhong)(zhong)(zhong)。問題并不在于(yu)(yu)盒子(zi)(zi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)放射(she)性原(yuan)子(zi)(zi)是(shi)(shi)(shi)否衰變(bian)(bian),而在于(yu)(yu)它(ta)(ta)既衰變(bian)(bian)又不衰變(bian)(bian)。當我們(men)向盒子(zi)(zi)里(li)看(kan)時(shi),整個世界(jie)分裂成(cheng)它(ta)(ta)自(zi)己的(de)兩(liang)個版本(ben)。這兩(liang)個版本(ben)在其(qi)余的(de)各個方面都是(shi)(shi)(shi)全同的(de)。區別只是(shi)(shi)(shi)在于(yu)(yu)其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)一個版本(ben)中(zhong)(zhong)(zhong),原(yuan)子(zi)(zi)衰變(bian)(bian)了,貓(mao)死了;而在另一個版本(ben)中(zhong)(zhong)(zhong),原(yuan)子(zi)(zi)沒有衰變(bian)(bian),貓(mao)還活(huo)著。”
也就(jiu)是說,上面說的(de)(de)(de)“原子(zi)衰變(bian)了,貓(mao)(mao)死(si)了;原子(zi)沒(mei)有衰變(bian),貓(mao)(mao)還(huan)活(huo)著”這(zhe)兩個世界(jie)將完全(quan)相(xiang)互獨立地演(yan)變(bian)下去(qu),就(jiu)像(xiang)兩個平行的(de)(de)(de)世界(jie)一(yi)樣。格利賓顯然十分贊賞這(zhe)一(yi)詮釋(shi),故他接著說:“這(zhe)聽起來(lai)就(jiu)像(xiang)科幻小說,然而(er)……它是基于無(wu)懈可擊的(de)(de)(de)數學方程(cheng),基于量子(zi)力學樸實(shi)的(de)(de)(de)、自(zi)洽的(de)(de)(de)、符合邏輯的(de)(de)(de)結果(guo)。”“在(zai)量子(zi)的(de)(de)(de)多(duo)世界(jie)中,我們(men)通過參與而(er)選擇出自(zi)己的(de)(de)(de)道(dao)路。在(zai)我們(men)生活(huo)的(de)(de)(de)這(zhe)個世界(jie)上,沒(mei)有隱變(bian)量,上帝(di)不會(hui)(hui)擲骰子(zi),一(yi)切都是真(zhen)實(shi)的(de)(de)(de)。”按格利賓所說,愛因斯坦如果(guo)還(huan)活(huo)著,他也許會(hui)(hui)同意并大大地贊揚這(zhe)一(yi)個“沒(mei)有隱變(bian)量,上帝(di)不會(hui)(hui)擲骰子(zi)”的(de)(de)(de)理(li)論。
這(zhe)個詮釋(shi)的(de)(de)(de)(de)優點:薛定諤方(fang)程始終成立,波函數(shu)從(cong)不坍縮,由此它簡化了(le)基本(ben)理論。它的(de)(de)(de)(de)問(wen)題設想過于(yu)離奇,付出(chu)的(de)(de)(de)(de)代(dai)價是這(zhe)些平行的(de)(de)(de)(de)世(shi)界全都(dou)是同樣真(zhen)實的(de)(de)(de)(de)。這(zhe)就難怪有(you)人說:“在科學史(shi)上,多世(shi)界詮釋(shi)無疑是目前(qian)所(suo)提出(chu)的(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)大膽、最(zui)(zui)野心(xin)勃勃的(de)(de)(de)(de)理論。”
1996年5月,美國科羅拉(la)多州博(bo)(bo)爾德的(de)(de)國家標準與(yu)技(ji)術研究所(NIST)的(de)(de)Monroe等(deng)(deng)人(ren)用單個(ge)(ge)鈹(pi)離子(zi)做(zuo)成了“薛(xue)定(ding)諤的(de)(de)貓”并(bing)拍(pai)下了快照,發現鈹(pi)離子(zi)在(zai)第一(yi)個(ge)(ge)空間位置上(shang)(shang)處(chu)于(yu)自旋向(xiang)上(shang)(shang)的(de)(de)狀(zhuang)態(tai)(tai),而同(tong)時(shi)又在(zai)第二個(ge)(ge)空間位置上(shang)(shang)處(chu)于(yu)自旋向(xiang)下的(de)(de)狀(zhuang)態(tai)(tai),而這兩個(ge)(ge)狀(zhuang)態(tai)(tai)相距80納(na)米之遙!(1納(na)米等(deng)(deng)于(yu)1毫微米)——這在(zai)原子(zi)尺度上(shang)(shang)是一(yi)個(ge)(ge)巨大(da)的(de)(de)距離。想像這個(ge)(ge)鈹(pi)離子(zi)是個(ge)(ge)通靈大(da)師,他在(zai)紐(niu)約與(yu)喜馬拉(la)雅同(tong)時(shi)現身,一(yi)個(ge)(ge)他正從摩天樓頂往下跳傘;而另一(yi)個(ge)(ge)他則正爬上(shang)(shang)雪山之巔(dian)!——量(liang)(liang)子(zi)的(de)(de)這種“化身博(bo)(bo)士”特點,物理(li)學上(shang)(shang)稱“量(liang)(liang)子(zi)相干性”。
在(zai)實(shi)(shi)驗中(zhong),無論(lun)是多少概率存活或者(zhe)死亡,相對于觀(guan)(guan)測(ce)者(zhe)來(lai)說(shuo),在(zai)未觀(guan)(guan)測(ce)之(zhi)前,都存在(zai)不確定性,即其存在(zai)疊加態。但將(jiang)參考系建立在(zai)實(shi)(shi)驗對象貓身(shen)上,其結果已(yi)經(jing)確定,是客觀(guan)(guan)存在(zai)的,并非以外界觀(guan)(guan)測(ce)者(zhe)是否觀(guan)(guan)測(ce)而決定其真實(shi)(shi)的結果。
分析上述后得出思考(kao),貓和外(wai)界觀(guan)測(ce)者構成兩個相對的(de)參考(kao)系(xi),實驗開(kai)啟后,以(yi)貓為(wei)(wei)參考(kao)系(xi)時,其(qi)結(jie)果(guo)狀(zhuang)態為(wei)(wei)客觀(guan)真實確(que)定;而以(yi)外(wai)界觀(guan)測(ce)者為(wei)(wei)參考(kao)系(xi)時,貓存在疊(die)加(jia)態,這種疊(die)加(jia)態不是客觀(guan)結(jie)果(guo),而是從未被觀(guan)測(ce)的(de)狀(zhuang)態現象(xiang)。
為(wei)(wei)了更直觀的理解(jie),將實驗過程視(shi)作事(shi)(shi)件(jian)(jian),當所選參考系(xi)不同時,其(qi)不能等(deng)同于一個事(shi)(shi)件(jian)(jian)。當選取以(yi)貓為(wei)(wei)參考系(xi)時,命(ming)名為(wei)(wei)A事(shi)(shi)件(jian)(jian),A事(shi)(shi)件(jian)(jian)結束(shu)狀態(tai)即貓參考系(xi)的狀態(tai);當選取以(yi)外界觀測(ce)(ce)者(zhe)時,命(ming)名為(wei)(wei)B事(shi)(shi)件(jian)(jian),未觀測(ce)(ce)時,B事(shi)(shi)件(jian)(jian)尚未結束(shu),其(qi)處(chu)于疊加態(tai)。觀測(ce)(ce)后,B事(shi)(shi)件(jian)(jian)結束(shu),疊加態(tai)坍縮,呈現其(qi)最終狀態(tai)。
埃(ai)爾溫·薛(xue)定(ding)諤在20世紀20年代中期創立了被稱為(wei)量子力學分支中的一個方程。后來被稱之為(wei)薛(xue)定(ding)諤現(xian)六光子薛(xue)定(ding)諤貓態
方程(cheng):▽2ψ(x,y,z)+(8π2m/h2)[E-U(x,y,z)]ψ(x,y,z)=0
量子(zi)理論(lun)是20世紀科學的重(zhong)大進展之一,由(you)于量子(zi)力學對傳統觀念所帶來(lai)(lai)的巨大沖擊,連“量子(zi)”的提出者在(zai)內的科學家都想(xiang)盡各種辦法拒(ju)絕它(ta),或做出各種調和性的解釋(shi)。事實(shi)上,薛(xue)定諤就被量子(zi)力學的結果弄得心(xin)神不安,他(ta)不喜(xi)歡(huan)波(bo)粒二象性的二元解釋(shi)以(yi)及波(bo)的統計(ji)解釋(shi),試圖建立一個只用(yong)波(bo)來(lai)(lai)解釋(shi)的理論(lun)。
美國科學(xue)家宣布,他(ta)們成功讓6個鈹離(li)子(zi)系統實(shi)現了自旋(xuan)方向完(wan)全相反的宏觀量子(zi)疊(die)加態(tai),也(ye)就是量子(zi)力學(xue)理論中的“薛定諤貓”態(tai)。
根(gen)據量(liang)子(zi)力學理論,物質在(zai)微觀(guan)尺度(du)上存在(zai)兩種完全相反(fan)狀態并存的奇(qi)特狀況,這(zhe)被稱為(wei)有效的相干疊(die)加(jia)態。由大量(liang)微觀(guan)粒(li)子(zi)組成的宏觀(guan)世(shi)界是(shi)否也(ye)遵循量(liang)子(zi)疊(die)加(jia)原(yuan)理?奧地利物理學家(jia)薛定諤(e)為(wei)此(ci)在(zai)1935年提出(chu)著名的“薛定諤(e)貓(mao)”佯謬。
“薛定諤貓”佯(yang)謬假設了這(zhe)樣(yang)一(yi)種情況(kuang),將一(yi)只貓關在(zai)裝有少量(liang)鐳和(he)氰化物(wu)的(de)密閉(bi)容(rong)器里。鐳的(de)衰(shuai)變存在(zai)幾率,如(ru)果(guo)鐳發生衰(shuai)變,會觸發機關打碎裝有氰化物(wu)的(de)瓶(ping)子,貓就(jiu)(jiu)會死;如(ru)果(guo)鐳不發生衰(shuai)變,貓就(jiu)(jiu)存活。根據量(liang)子力學理論,由(you)于放(fang)射性的(de)鐳處于衰(shuai)變和(he)沒有衰(shuai)變兩(liang)種狀(zhuang)(zhuang)態的(de)疊(die)加(jia),貓就(jiu)(jiu)理應處于死貓和(he)活貓的(de)疊(die)加(jia)狀(zhuang)(zhuang)態。這(zhe)只既死又活的(de)貓就(jiu)(jiu)是所謂(wei)的(de)“薛定諤貓”。
顯然,既死(si)又活的(de)(de)(de)貓(mao)(mao)是(shi)荒謬(miu)(miu)的(de)(de)(de),可這(zhe)使(shi)(shi)微(wei)觀(guan)(guan)(guan)(guan)不確(que)定(ding)(ding)原(yuan)理變成了宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)(guan)不確(que)定(ding)(ding)原(yuan)理,客觀(guan)(guan)(guan)(guan)規律不以人的(de)(de)(de)意志(zhi)為轉移,貓(mao)(mao)既活又死(si)違背了邏輯思維(wei)。薛(xue)定(ding)(ding)諤(e)(e)想要借(jie)此(ci)闡述的(de)(de)(de)物(wu)理問(wen)題,宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)(guan)世界是(shi)否(fou)也遵從(cong)適用于微(wei)觀(guan)(guan)(guan)(guan)尺度的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)疊加(jia)(jia)(jia)原(yuan)理。“薛(xue)定(ding)(ding)諤(e)(e)貓(mao)(mao)”佯(yang)謬(miu)(miu)巧妙地把微(wei)觀(guan)(guan)(guan)(guan)放射(she)源和宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)貓(mao)(mao)聯系起來,旨在否(fou)定(ding)(ding)宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)(guan)世界存在量子(zi)(zi)疊加(jia)(jia)(jia)態(tai)。然而隨(sui)著量子(zi)(zi)力學的(de)(de)(de)發展,科學家(jia)已先(xian)后通過各種方案獲(huo)得了宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)(guan)量子(zi)(zi)疊加(jia)(jia)(jia)態(tai)。此(ci)前,科學家(jia)最多使(shi)(shi)4個離子(zi)(zi)或5個光(guang)子(zi)(zi)達到“薛(xue)定(ding)(ding)諤(e)(e)貓(mao)(mao)”態(tai)。如何使(shi)(shi)更(geng)多粒(li)子(zi)(zi)構成的(de)(de)(de)系統達到這(zhe)種狀態(tai)并(bing)保存更(geng)長時間(jian),已成為實驗(yan)物(wu)理學的(de)(de)(de)一大挑戰。
美國國家標準和技術研(yan)究所的(de)萊布(bu)弗里特等人在(zai)最(zui)新一期(qi)《自然(ran)》雜志上稱,他(ta)們(men)已實(shi)現擁有(you)粒(li)子(zi)(zi)較(jiao)多(duo)(duo)而且持續時(shi)間(jian)最(zui)長的(de)“薛定(ding)諤貓(mao)”態(tai)(tai)。實(shi)驗(yan)中,研(yan)究人員(yuan)將鈹離(li)子(zi)(zi)每隔若干微(wei)米“固定(ding)”在(zai)電磁場阱(jing)中,然(ran)后用激光使鈹離(li)子(zi)(zi)冷卻到接(jie)近絕對(dui)零度,并分三步操縱這(zhe)些離(li)子(zi)(zi)的(de)運動。為了(le)讓盡可能多(duo)(duo)的(de)粒(li)子(zi)(zi)在(zai)盡可能長的(de)時(shi)間(jian)里實(shi)現“薛定(ding)諤貓(mao)”態(tai)(tai),研(yan)究人員(yuan)一方面(mian)提高激光的(de)冷卻效(xiao)率,另一方面(mian)使電磁場阱(jing)盡可能多(duo)(duo)地吸收(shou)離(li)子(zi)(zi)振(zhen)動發出(chu)的(de)熱量(liang)。最(zui)終,他(ta)們(men)使6個鈹離(li)子(zi)(zi)在(zai)50微(wei)秒內同時(shi)順時(shi)針自旋(xuan)和逆(ni)時(shi)針自旋(xuan),實(shi)現了(le)兩種相反(fan)量(liang)子(zi)(zi)態(tai)(tai)的(de)等量(liang)疊加糾纏,也(ye)就是“薛定(ding)諤貓(mao)”態(tai)(tai)。
奧地利因(yin)斯布魯克(ke)大學的研究(jiu)人員也在(zai)同期《自(zi)然》雜志上報告說,他們(men)在(zai)8個離子(zi)的系統中實現了“薛(xue)定諤貓(mao)”態,維持時間稍短。
2023年(nian)5月(yue),瑞士(shi)蘇(su)黎世聯邦理工學(xue)院科(ke)學(xue)家讓一個“體(ti)(ti)重(zhong)”為16微克(ke)(質量為原子或分子的(de)(de)幾十(shi)億倍)的(de)(de)微小晶(jing)體(ti)(ti)處于(yu)兩個振蕩狀態的(de)(de)疊加態,創(chuang)建了迄今最重(zhong)“薛定(ding)諤的(de)(de)貓”。
科學家(jia)稱,“薛定諤貓”態(tai)不僅具有理論研究意義,也有實際應用(yong)的(de)(de)潛力。比如,多粒子的(de)(de)“薛定諤貓”態(tai)系統可以作為未來高容錯量(liang)子計算(suan)機的(de)(de)核心部件,也可以用(yong)來制造極(ji)其(qi)靈(ling)敏(min)的(de)(de)傳感器以及原子鐘、干(gan)涉儀等精密測量(liang)裝備(bei)。
量子(zi)派后來(lai)有(you)一個被哄傳得很廣的(de)論(lun)調說
“當(dang)我們(men)不(bu)(bu)(bu)(bu)觀察時(shi),月(yue)(yue)(yue)(yue)亮是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)”,這(zhe)稍(shao)稍(shao)偏離了本意,準確(que)來(lai)說,因(yin)為月(yue)(yue)(yue)(yue)亮也是(shi)(shi)由不(bu)(bu)(bu)(bu)確(que)定(ding)的(de)(de)(de)(de)粒子(zi)組成(cheng)的(de)(de)(de)(de),所以(yi)如果我們(men)轉(zhuan)過(guo)頭(tou)(tou)不(bu)(bu)(bu)(bu)去(qu)看月(yue)(yue)(yue)(yue)亮,那一(yi)大(da)堆粒子(zi)就開始按(an)照波函數彌(mi)散開去(qu)。于是(shi)(shi)乎,月(yue)(yue)(yue)(yue)亮的(de)(de)(de)(de)邊(bian)緣開始顯得(de)模糊而不(bu)(bu)(bu)(bu)確(que)定(ding),它逐漸“融(rong)化”,變成(cheng)概率(lv)波擴散到周圍的(de)(de)(de)(de)空(kong)間(jian)里(li)去(qu)。當(dang)然這(zhe)么大(da)一(yi)個(ge)月(yue)(yue)(yue)(yue)亮完(wan)全融(rong)化成(cheng)空(kong)間(jian)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)概率(lv)是(shi)(shi)需要(yao)很(hen)(hen)長很(hen)(hen)長時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de),不(bu)(bu)(bu)(bu)過(guo)問題(ti)的(de)(de)(de)(de)實(shi)質(zhi)是(shi)(shi):要(yao)是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)觀察月(yue)(yue)(yue)(yue)亮,它就從(cong)確(que)定(ding)的(de)(de)(de)(de)狀態變成(cheng)無數不(bu)(bu)(bu)(bu)確(que)定(ding)的(de)(de)(de)(de)疊加。不(bu)(bu)(bu)(bu)觀察它時(shi),一(yi)個(ge)確(que)定(ding)的(de)(de)(de)(de),客觀的(de)(de)(de)(de)月(yue)(yue)(yue)(yue)亮是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)。但(dan)(dan)只(zhi)要(yao)一(yi)回頭(tou)(tou),一(yi)輪明(ming)月(yue)(yue)(yue)(yue)便又(you)高懸(xuan)空(kong)中(zhong),似乎什(shen)么事(shi)也沒發生過(guo)一(yi)樣。但(dan)(dan)其(qi)實(shi),量子(zi)力學定(ding)律(lv)將月(yue)(yue)(yue)(yue)亮這(zhe)種巨大(da)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)物體的(de)(de)(de)(de)波函數限(xian)制在(zai)很(hen)(hen)小的(de)(de)(de)(de)區域(yu)中(zhong),所以(yi)即使月(yue)(yue)(yue)(yue)亮彌(mi)散開去(qu),彌(mi)散的(de)(de)(de)(de)程度(du)也不(bu)(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)人(ren)眼(yan)能看出來(lai)的(de)(de)(de)(de)。
測(ce)不(bu)準(zhun)原理解(jie)釋:測(ce)量一(yi)(yi)個粒(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)和(he)速度(du),其辦法是將光照(zhao)到這粒(li)子(zi)(zi)(zi)上,一(yi)(yi)部分光波(bo)被此粒(li)子(zi)(zi)(zi)散射(she)開,由(you)此指(zhi)明它(ta)的(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)。人們不(bu)可能將粒(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)確定(ding)到到光的(de)(de)(de)兩個波(bo)峰之間(jian)距(ju)離更小的(de)(de)(de)程度(du),故必須(xu)用短(duan)波(bo)長的(de)(de)(de)光來測(ce)量,至少要用一(yi)(yi)個光量子(zi)(zi)(zi)。這量子(zi)(zi)(zi)會(hui)擾動這粒(li)子(zi)(zi)(zi),并(bing)改變(bian)粒(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)速度(du),而且位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)測(ce)量得越(yue)(yue)準(zhun)確所需的(de)(de)(de)波(bo)長就(jiu)越(yue)(yue)短(duan),單獨量子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)能量就(jiu)越(yue)(yue)大,粒(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)速度(du)就(jiu)被擾動得越(yue)(yue)厲害。你對(dui)粒(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)測(ce)量得越(yue)(yue)準(zhun)確,對(dui)速度(du)的(de)(de)(de)測(ce)量就(jiu)越(yue)(yue)不(bu)準(zhun)確。(月(yue)亮不(bu)觀(guan)(guan)(guan)測(ce)時不(bu)是不(bu)存在,量子(zi)(zi)(zi)態在觀(guan)(guan)(guan)測(ce)時由(you)于觀(guan)(guan)(guan)測(ce)力的(de)(de)(de)相互作用而使波(bo)函數坍塌為確定(ding)值(zhi),微觀(guan)(guan)(guan)粒(li)子(zi)(zi)(zi)整體呈現規律性,宏觀(guan)(guan)(guan)尺度(du)下觀(guan)(guan)(guan)測(ce)力幾乎對(dui)其不(bu)影(ying)響。)(參考資料:史蒂芬.霍金(jin)所著(zhu)《時間(jian)簡史》)
不(bu)能不(bu)承認,這(zhe)(zhe)聽起(qi)來很(hen)有(you)強烈的(de)主觀唯(wei)心論(lun)的(de)味道,它其(qi)實(shi)和我(wo)們通常(chang)理解(jie)的(de)那(nei)種哲學(xue)理論(lun)有(you)一(yi)定區別,不(bu)過(guo)講(jiang)到這(zhe)(zhe)里(li),許(xu)多人大概(gai)都會自然而然地(di)(di)想起(qi)貝克萊(lai)(George Berkeley)主教(jiao)的(de)那(nei)句名言(yan):“存(cun)在(zai)就是(shi)被感知”(拉丁(ding)文:Esse Est Percipi)。這(zhe)(zhe)句話要是(shi)稍微改一(yi)改講(jiang)成“存(cun)在(zai)就是(shi)被測(ce)量”,那(nei)就和哥本哈根(gen)派的(de)意(yi)思差不(bu)離了。貝克萊(lai)在(zai)哲學(xue)史上的(de)地(di)(di)位無疑是(shi)重要的(de),人們通常(chang)樂于批判他,我(wo)們的(de)哥本哈根(gen)派是(shi)否比他走得(de)更遠呢?好歹貝克萊(lai)還(huan)認為事物(wu)是(shi)連續客觀地(di)(di)存(cun)在(zai)的(de),因(yin)為總有(you)“上帝”在(zai)不(bu)停地(di)(di)看著一(yi)切(qie)。而量子論(lun)?“陛下,我(wo)不(bu)需要上帝這(zhe)(zhe)個(ge)假(jia)設”。
與(yu)貝(bei)克萊互(hu)相輝映的(de)東(dong)方代表大概要算王陽(yang)明。他(ta)在(zai)《傳(chuan)習錄·下(xia)》中(zhong)也說(shuo)過(guo)一句有名的(de)話:“你(ni)未(wei)看此(ci)(ci)(ci)花(hua)(hua)(hua)時(shi),此(ci)(ci)(ci)花(hua)(hua)(hua)與(yu)汝同歸于寂;你(ni)來(lai)看此(ci)(ci)(ci)花(hua)(hua)(hua)時(shi),則此(ci)(ci)(ci)花(hua)(hua)(hua)顏(yan)色一時(shi)明白起來(lai)……”如果王陽(yang)明懂量(liang)子論,他(ta)多半會說(shuo):“你(ni)未(wei)觀測(ce)此(ci)(ci)(ci)花(hua)(hua)(hua)時(shi),此(ci)(ci)(ci)花(hua)(hua)(hua)并未(wei)實(shi)在(zai)地存(cun)在(zai),按波函(han)數(shu)而歸于寂;你(ni)來(lai)觀測(ce)此(ci)(ci)(ci)花(hua)(hua)(hua)時(shi),則此(ci)(ci)(ci)花(hua)(hua)(hua)波函(han)數(shu)發生坍縮,它的(de)顏(yan)色一時(shi)變成(cheng)明白的(de)實(shi)在(zai)……”測(ce)量(liang)即是(shi)理,測(ce)量(liang)外(wai)無理。
究(jiu)竟是(shi)(shi)(shi)必然(ran)還是(shi)(shi)(shi)偶然(ran)決定(ding)了宇宙的(de)命運?或者說:‘上帝(di)’玩骰(tou)子(zi)嗎?這個(ge)是(shi)(shi)(shi)量子(zi)力學和(he)相對論最(zui)大的(de)爭議。量子(zi)力學主(zhu)張,世界是(shi)(shi)(shi)由(you)不確定(ding)的(de)、隨機(ji)的(de)事件(jian)(jian)決定(ding),這個(ge)不確定(ding)(后者叫(jiao)波動)其實(shi)就是(shi)(shi)(shi)辯證法(fa)主(zhu)張的(de)矛(mao)盾運作;而相對論則認為(wei),世界應該(gai)是(shi)(shi)(shi)由(you)固定(ding)的(de)、機(ji)械的(de)規律統治,任何看似偶然(ran)的(de)事件(jian)(jian)背后,其實(shi)都有必然(ran)在支撐(cheng)。
關于薛定(ding)諤(e)的(de)貓(mao),許(xu)多(duo)非主流科學家是持懷疑態度的(de),他們認為:這(zhe)個(ge)(ge)原因是由“平行宇宙”(MWI)造成的(de),即:當我(wo)(wo)(wo)們向盒子里看時,整個(ge)(ge)世界分裂(lie)成它自(zi)己(ji)的(de)兩個(ge)(ge)版(ban)本(ben)。這(zhe)兩個(ge)(ge)版(ban)本(ben)在其余的(de)各個(ge)(ge)方面都(dou)是全(quan)同的(de)。區別只是在于其中(zhong)一個(ge)(ge)版(ban)本(ben)中(zhong),原子衰(shuai)(shuai)變(bian)了,貓(mao)死(si)了;而在另一個(ge)(ge)版(ban)本(ben)中(zhong),原子沒(mei)有衰(shuai)(shuai)變(bian),貓(mao)還(huan)活(huo)著。在量子的(de)多(duo)世界中(zhong),我(wo)(wo)(wo)們通過參(can)與而選擇(ze)出自(zi)己(ji)的(de)道路。在我(wo)(wo)(wo)們生活(huo)的(de)這(zhe)個(ge)(ge)世界上,沒(mei)有隱變(bian)量,上帝不會擲骰子,一切都(dou)是真實的(de)。這(zhe)個(ge)(ge)觀點還(huan)有更駭人聽聞的(de)假(jia)設:量子自(zi)殺。
在(zai)(zai)量(liang)(liang)子(zi)力學(xue)里,量(liang)(liang)子(zi)自殺是想法(fa)實(shi)驗,這(zhe)令人(ren)毛骨悚(song)然和(he)啼笑皆非(fei)的(de)(de)實(shi)驗在(zai)(zai)80年(nian)代末由(you)Hans Moravec,Bruno Marchal等人(ren)提出,而(er)又在(zai)(zai)1998年(nian)為宇宙(zhou)學(xue)家Max Tegmark針對(dui)哥本哈根“波(bo)函數(shu)坍縮”中(zhong)的(de)(de)“意識怪獸”,在(zai)(zai)那篇廣為人(ren)知的(de)(de)宣(xuan)傳MWI的(de)(de)論(lun)文(wen)中(zhong)所發展和(he)重提。Max Tegmark認為宇宙(zhou)有多(duo)個(ge)(ge),量(liang)(liang)子(zi)的(de)(de)不(bu)(bu)確定性被分配到各個(ge)(ge)宇宙(zhou)去,只要(yao)從主觀視角(jiao)來(lai)看,不(bu)(bu)但一個(ge)(ge)人(ren)永(yong)遠(yuan)無法(fa)完(wan)成自殺,事實(shi)上他一旦(dan)開始存在(zai)(zai),就(jiu)永(yong)遠(yuan)不(bu)(bu)會消(xiao)失。總(zong)存在(zai)(zai)著一些量(liang)(liang)子(zi)效應,使得一個(ge)(ge)人(ren)不(bu)(bu)會衰老,而(er)按照(zhao)MWI,這(zhe)些非(fei)常低(di)的(de)(de)概率總(zong)是對(dui)應于某個(ge)(ge)實(shi)際的(de)(de)世(shi)界!
在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)套設備里(li)(li),利(li)用原(yuan)(yuan)子衰(shuai)變(bian)來(lai)控制扣動(dong)一(yi)把槍的(de)(de)扳(ban)機,我(wo)們就可(ke)(ke)以觀(guan)測當一(yi)個(ge)(ge)人(ren)(ren)被(bei)(bei)打死(si)了(le)(如(ru)果衰(shuai)變(bian)-->開槍)或者沒有(you)(you)(沒有(you)(you)衰(shuai)變(bian))。他(ta)(ta)(ta)遲(chi)(chi)早被(bei)(bei)打死(si),因為(wei)隨著原(yuan)(yuan)子衰(shuai)變(bian)概率的(de)(de)增加,槍的(de)(de)扳(ban)機遲(chi)(chi)早會(hui)(hui)(hui)扣動(dong)。但對當事(shi)人(ren)(ren)本身的(de)(de)角(jiao)度(du)來(lai)說(shuo)完全不(bu)(bu)(bu)是這(zhe)樣(yang)。因為(wei)對他(ta)(ta)(ta)唯一(yi)有(you)(you)意(yi)義的(de)(de)就是“那些(xie)他(ta)(ta)(ta)活著的(de)(de)世界”。永(yong)遠都(dou)(dou)(dou)會(hui)(hui)(hui)有(you)(you)一(yi)個(ge)(ge)他(ta)(ta)(ta)活在(zai)(zai)(zai)(zai)某(mou)個(ge)(ge)世界。如(ru)果平(ping)行(xing)宇(yu)宙(zhou)理論(lun)是正確的(de)(de),那么(me)(me)(me)(me)對于某(mou)人(ren)(ren)來(lai)說(shuo),他(ta)(ta)(ta)無(wu)論(lun)如(ru)何(he)試圖(tu)去自殺都(dou)(dou)(dou)不(bu)(bu)(bu)會(hui)(hui)(hui)死(si)。要是他(ta)(ta)(ta)拿(na)刀(dao)抹脖子,那么(me)(me)(me)(me)因為(wei)組(zu)成刀(dao)的(de)(de)是一(yi)群符合波動(dong)方程的(de)(de)粒子,所(suo)以總有(you)(you)一(yi)個(ge)(ge)非(fei)常(chang)非(fei)常(chang)小的(de)(de)可(ke)(ke)能(neng)性,以某(mou)種方式(shi)絲毫無(wu)損地穿透了(le)該(gai)人(ren)(ren)的(de)(de)脖子,從而保(bao)持該(gai)人(ren)(ren)不(bu)(bu)(bu)死(si)!當然這(zhe)個(ge)(ge)概率極(ji)小極(ji)小,但按(an)照MWI,一(yi)切可(ke)(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)的(de)(de)都(dou)(dou)(dou)實(shi)(shi)(shi)際發(fa)生(sheng)了(le),所(suo)以這(zhe)個(ge)(ge)現(xian)象總會(hui)(hui)(hui)發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)(zai)(zai)某(mou)個(ge)(ge)宇(yu)宙(zhou)!其實(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)管換什么(me)(me)(me)(me)方式(shi)自殺都(dou)(dou)(dou)一(yi)樣(yang),跳樓也(ye)(ye)好(hao),臥軌也(ye)(ye)好(hao),上吊也(ye)(ye)好(hao),總存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)那么(me)(me)(me)(me)一(yi)些(xie)宇(yu)宙(zhou),讓他(ta)(ta)(ta)還活著。從該(gai)人(ren)(ren)自身的(de)(de)視角(jiao)來(lai)看,他(ta)(ta)(ta)怎么(me)(me)(me)(me)死(si)都(dou)(dou)(dou)死(si)不(bu)(bu)(bu)掉!當然在(zai)(zai)(zai)(zai)其他(ta)(ta)(ta)無(wu)窮個(ge)(ge)宇(yu)宙(zhou)里(li)(li),他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)親朋好(hao)友卻要為(wei)他(ta)(ta)(ta)哀悼了(le)。這(zhe)實(shi)(shi)(shi)際上也(ye)(ye)是薛定(ding)諤貓的(de)(de)一(yi)個(ge)(ge)真(zhen)人(ren)(ren)版(ban)。大(da)家知道在(zai)(zai)(zai)(zai)貓實(shi)(shi)(shi)驗(yan)里(li)(li),如(ru)果原(yuan)(yuan)子衰(shuai)變(bian),貓就被(bei)(bei)毒死(si),反之(zhi)則存(cun)活。對此(ci),哥本哈(ha)根(gen)派的(de)(de)解釋:在(zai)(zai)(zai)(zai)我(wo)們沒有(you)(you)觀(guan)測它(ta)之(zhi)前(qian),貓是“又死(si)又活”的(de)(de),而觀(guan)測后貓的(de)(de)波函數發(fa)生(sheng)坍縮,貓要么(me)(me)(me)(me)死(si)要么(me)(me)(me)(me)活。MWI則聲稱:每次實(shi)(shi)(shi)驗(yan)必定(ding)同時產生(sheng)一(yi)只(zhi)活貓和(he)一(yi)只(zhi)死(si)貓,只(zhi)不(bu)(bu)(bu)過它(ta)們存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)于兩個(ge)(ge)平(ping)行(xing)的(de)(de)世界中。
這(zhe)樣一(yi)(yi)(yi)來,薛定(ding)諤的(de)(de)(de)貓(mao)(mao)也不必(bi)再為死活(huo)(huo)問(wen)題困擾。只不過是宇宙(zhou)分裂(lie)成了(le)兩個(ge)(ge),一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)有(you)活(huo)(huo)貓(mao)(mao),一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)有(you)死貓(mao)(mao)罷了(le)。對于那個(ge)(ge)活(huo)(huo)貓(mao)(mao)的(de)(de)(de)宇宙(zhou),貓(mao)(mao)是一(yi)(yi)(yi)直活(huo)(huo)著(zhu)的(de)(de)(de),不存(cun)在(zai)死活(huo)(huo)疊加的(de)(de)(de)問(wen)題。對于死貓(mao)(mao)的(de)(de)(de)宇宙(zhou),貓(mao)(mao)在(zai)分裂(lie)的(de)(de)(de)那一(yi)(yi)(yi)刻(ke)就實實在(zai)在(zai)地(di)死了(le),不要(yao)等人們打開容器才(cai)“坍縮”,從(cong)而蓋棺(guan)定(ding)論(lun)。
從宇(yu)(yu)宙(zhou)誕生以(yi)來,已經進行(xing)過無數(shu)次這樣的(de)(de)分(fen)裂,它的(de)(de)數(shu)量以(yi)幾何級數(shu)增長(chang),很(hen)快(kuai)趨于無窮。我(wo)們處于的(de)(de)這個宇(yu)(yu)宙(zhou)只(zhi)不(bu)過是(shi)其中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)一(yi)個,在(zai)(zai)它之外,還有非(fei)常(chang)(chang)多的(de)(de)其他的(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)。有些和(he)我(wo)們很(hen)接近,那是(shi)在(zai)(zai)家(jia)譜樹上最近剛剛分(fen)離出(chu)來的(de)(de),而(er)那些從遙(yao)遠的(de)(de)古代就(jiu)同我(wo)們分(fen)道揚(yang)鑣的(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)則可能非(fei)常(chang)(chang)不(bu)同。也許在(zai)(zai)某(mou)(mou)個宇(yu)(yu)宙(zhou)中(zhong)(zhong)(zhong),小行(xing)星(xing)并未撞擊地球,恐龍仍是(shi)世界主(zhu)宰(zai)。在(zai)(zai)某(mou)(mou)個宇(yu)(yu)宙(zhou)中(zhong)(zhong)(zhong),埃及艷后克(ke)婁(lou)帕特拉的(de)(de)鼻(bi)子稍短了(le)一(yi)點,沒有叫(jiao)凱撒和(he)安東(dong)尼怦(peng)然心動。那些反對歷(li)史(shi)決定(ding)論的(de)(de)“鼻(bi)子派(pai)歷(li)史(shi)學家(jia)”一(yi)定(ding)會對后來的(de)(de)發展大感興趣(qu),看看是(shi)不(bu)是(shi)真的(de)(de)存在(zai)(zai)歷(li)史(shi)蝴蝶效應。在(zai)(zai)某(mou)(mou)個宇(yu)(yu)宙(zhou)中(zhong)(zhong)(zhong),格(ge)魯希沒有在(zai)(zai)滑(hua)鐵(tie)盧遲到,而(er)希特勒沒有在(zai)(zai)敦刻爾克(ke)前(qian)下達停止(zhi)進攻的(de)(de)命令(ling)。而(er)在(zai)(zai)更多的(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)里,因(yin)為物理常(chang)(chang)數(shu)的(de)(de)不(bu)適合,根本就(jiu)沒有生命和(he)行(xing)星(xing)的(de)(de)存在(zai)(zai)。
似乎這個結論(lun)是可以將整個量子力學和相對論(lun)聯(lian)系起來,或(huo)者說,是用相對論(lun)取代了量子力學。
且慢!仔(zi)細(xi)考慮一(yi)(yi)下:每(mei)一(yi)(yi)個(ge)電子(zi)的(de)跳躍,每(mei)一(yi)(yi)個(ge)光子(zi)的(de)衍(yan)射(she)(she),我在(zai)鍵盤上敲打的(de)每(mei)一(yi)(yi)個(ge)字(zi)符(fu),都可(ke)以創(chuang)造(zao)一(yi)(yi)個(ge)宇(yu)(yu)宙?那么(me),自(zi)大爆炸以來,究竟有(you)多(duo)少個(ge)宇(yu)(yu)宙被創(chuang)造(zao)出來了(le)?宇(yu)(yu)宙的(de)數量每(mei)秒鐘都在(zai)以駭人聽聞的(de)速度增長(chang)?這(zhe)個(ge)理(li)論(lun)似乎是要(yao)為(wei)了(le)解釋一(yi)(yi)個(ge)小小的(de)電子(zi)的(de)衍(yan)射(she)(she)而興(xing)師(shi)動眾的(de)創(chuang)造(zao)一(yi)(yi)個(ge)龐大的(de)宇(yu)(yu)宙呀!也沒有(you)任何證據能夠證明這(zhe)個(ge)理(li)論(lun),這(zhe)個(ge)理(li)論(lun)的(de)成本(ben)太高(gao)了(le)。
量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學(xue)(xue)作為20世紀最有(you)突(tu)破(po)的(de)科學(xue)(xue)成就之(zhi)(zhi)一,也是(shi)最具爭(zheng)議的(de)科學(xue)(xue)之(zhi)(zhi)一。“薛定諤的(de)貓”很好的(de)闡述(shu)了(le)(le)這(zhe)一現狀。人們(men)不(bu)(bu)(bu)能接受(shou)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學(xue)(xue)是(shi)因(yin)為它的(de)不(bu)(bu)(bu)確定性。對于(yu)傳統的(de)物(wu)(wu)理(li)(li)學(xue)(xue)來說(shuo),只(zhi)要找(zhao)到了(le)(le)事物(wu)(wu)之(zhi)(zhi)間相關的(de)聯系,就能在每(mei)時每(mei)刻確定,事物(wu)(wu)之(zhi)(zhi)間相關的(de)物(wu)(wu)理(li)(li)數據(ju),比如(ru)說(shuo),物(wu)(wu)體(ti)運(yun)行(xing)距離等于(yu)物(wu)(wu)體(ti)的(de)速度乘以(yi)物(wu)(wu)體(ti)運(yun)行(xing)的(de)時間,只(zhi)要知道物(wu)(wu)體(ti)的(de)速度,你每(mei)時每(mei)刻都能計算出物(wu)(wu)體(ti)運(yun)行(xing)了(le)(le)多(duo)遠,然而(er)海森堡提出的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)不(bu)(bu)(bu)確定性原理(li)(li)使得你無(wu)法預知一個微(wei)觀(guan)粒子(zi)(zi)(zi)未(wei)來的(de)狀態(tai)。正如(ru)愛因(yin)斯(si)坦所(suo)說(shuo)的(de):上(shang)(shang)帝(di)不(bu)(bu)(bu)玩骰(tou)子(zi)(zi)(zi),但是(shi)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學(xue)(xue)讓(rang)我們(men)不(bu)(bu)(bu)得不(bu)(bu)(bu)相信,上(shang)(shang)帝(di)似乎(hu)是(shi)玩骰(tou)子(zi)(zi)(zi)的(de)。