薛(xue)(xue)定諤(e)的(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)(mao)(英文名(ming)稱:Schr?dinger’s Cat)是(shi)奧地利著(zhu)名(ming)物(wu)理(li)(li)學(xue)家(jia)薛(xue)(xue)定諤(e)(Erwin Schr?dinger,1887年8月12日~1961年1月4日)提出的(de)(de)一個思想實(shi)驗(yan),是(shi)指(zhi)將(jiang)一只貓(mao)(mao)(mao)(mao)關在(zai)裝(zhuang)有(you)(you)少量(liang)鐳和氰(qing)化(hua)物(wu)的(de)(de)密閉容器里。鐳的(de)(de)衰(shuai)變(bian)存在(zai)幾率(lv),如果鐳發生衰(shuai)變(bian),會觸發機關打(da)(da)碎裝(zhuang)有(you)(you)氰(qing)化(hua)物(wu)的(de)(de)瓶子(zi),貓(mao)(mao)(mao)(mao)就會死(si);如果鐳不發生衰(shuai)變(bian),貓(mao)(mao)(mao)(mao)就存活(huo)。根據(ju)量(liang)子(zi)力學(xue)理(li)(li)論,由于放射性的(de)(de)鐳處(chu)于衰(shuai)變(bian)和沒有(you)(you)衰(shuai)變(bian)兩種(zhong)狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)疊加(jia),貓(mao)(mao)(mao)(mao)就理(li)(li)應(ying)處(chu)于死(si)貓(mao)(mao)(mao)(mao)和活(huo)貓(mao)(mao)(mao)(mao)的(de)(de)疊加(jia)狀(zhuang)態(tai)。這只既死(si)又(you)活(huo)的(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)(mao)就是(shi)所謂(wei)的(de)(de)“薛(xue)(xue)定諤(e)貓(mao)(mao)(mao)(mao)”。但(dan)是(shi),不可能存在(zai)既死(si)又(you)活(huo)的(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)(mao),則必須在(zai)打(da)(da)開容器后才知(zhi)道結果。該實(shi)驗(yan)試(shi)圖從宏觀(guan)(guan)(guan)尺(chi)度闡述微觀(guan)(guan)(guan)尺(chi)度的(de)(de)量(liang)子(zi)疊加(jia)原(yuan)理(li)(li)的(de)(de)問(wen)題,巧妙地把微觀(guan)(guan)(guan)物(wu)質在(zai)觀(guan)(guan)(guan)測(ce)后是(shi)粒子(zi)還是(shi)波(bo)的(de)(de)存在(zai)形式(shi)和宏觀(guan)(guan)(guan)的(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)(mao)聯(lian)系起(qi)來,以(yi)此求證觀(guan)(guan)(guan)測(ce)介入(ru)時量(liang)子(zi)的(de)(de)存在(zai)形式(shi)。隨著(zhu)量(liang)子(zi)物(wu)理(li)(li)學(xue)的(de)(de)發展,薛(xue)(xue)定諤(e)的(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)(mao)還延伸出了平行宇宙等物(wu)理(li)(li)問(wen)題和哲學(xue)爭議(yi)。
2023年5月,瑞(rui)士蘇黎世聯(lian)邦理工學(xue)院科(ke)學(xue)家創(chuang)建了迄(qi)今最重(zhong)“薛定諤的貓(mao)”。
“薛(xue)定諤(e)的(de)(de)(de)貓(mao)”是(shi)由奧地利物(wu)(wu)理(li)學(xue)家(jia)薛(xue)定諤(e)于(yu)1935年提(ti)出的(de)(de)(de)有(you)關貓(mao)生(sheng)死疊(die)加的(de)(de)(de)著名思想實驗(yan),是(shi)把(ba)微(wei)觀(guan)(guan)領域(yu)的(de)(de)(de)量(liang)子行為(wei)擴展到宏觀(guan)(guan)世(shi)界的(de)(de)(de)推演。這里(li)必須(xu)要認(ren)識量(liang)子行為(wei)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)現象——觀(guan)(guan)測。微(wei)觀(guan)(guan)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)有(you)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)存在(zai)形式,即(ji)粒子和波。通(tong)常,微(wei)觀(guan)(guan)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)以波的(de)(de)(de)疊(die)加混(hun)沌(dun)態存在(zai);一(yi)(yi)旦觀(guan)(guan)測后,它們立(li)刻選擇成為(wei)粒子。實驗(yan)是(shi)這樣的(de)(de)(de),在(zai)一(yi)(yi)個(ge)盒子里(li)有(you)一(yi)(yi)只貓(mao),以及少量(liang)放(fang)(fang)射性物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)。之后,有(you)50%的(de)(de)(de)概(gai)率(lv)放(fang)(fang)射性物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)將會衰變并釋放(fang)(fang)出毒氣殺死這只貓(mao),同(tong)時(shi)有(you)50%的(de)(de)(de)概(gai)率(lv)放(fang)(fang)射性物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)不(bu)會衰變而貓(mao)將活下來(lai)。
根據經典物(wu)理(li)(li)學,在(zai)盒子(zi)(zi)(zi)里必將發生(sheng)這兩個結果之一,而外(wai)部觀(guan)(guan)測(ce)者只有打開盒子(zi)(zi)(zi)才(cai)能知道里面(mian)的結果。在(zai)量(liang)子(zi)(zi)(zi)的世界里,當盒子(zi)(zi)(zi)處于關(guan)閉狀態,整個系統(tong)則(ze)一直(zhi)保(bao)持不(bu)(bu)(bu)確定(ding)性(xing)的波態,即貓(mao)生(sheng)死(si)(si)疊(die)加(jia)。貓(mao)到底是死(si)(si)是活必須在(zai)盒子(zi)(zi)(zi)打開后(hou),外(wai)部觀(guan)(guan)測(ce)者觀(guan)(guan)測(ce)時,物(wu)質以粒子(zi)(zi)(zi)形式表現后(hou)才(cai)能確定(ding)。這項實驗旨在(zai)論證(zheng)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學對微觀(guan)(guan)粒子(zi)(zi)(zi)世界超乎常理(li)(li)的認識和理(li)(li)解(jie),可這使微觀(guan)(guan)不(bu)(bu)(bu)確定(ding)原(yuan)理(li)(li)變成(cheng)了(le)宏觀(guan)(guan)不(bu)(bu)(bu)確定(ding)原(yuan)理(li)(li),客觀(guan)(guan)規(gui)律不(bu)(bu)(bu)以人的意志為轉移,貓(mao)既活又死(si)(si)違背了(le)邏輯思維。
薛定諤的(de)貓(Schr?dinger's Cat)是關于量(liang)子理論的(de)一個思想實驗(yan)。
盡管量子(zi)論的(de)誕生已經(jing)過了(le)一(yi)個世(shi)紀,其(qi)輝煌(huang)鼎盛與繁(fan)榮也過了(le)半個世(shi)紀。量子(zi)理論曾經(jing)引起的(de)困惑直到21世(shi)紀仍困惑著人們(men)。正如(ru)玻爾的(de)名言:“誰要是第一(yi)次(ci)聽到量子(zi)理論時沒(mei)有發火,那他一(yi)定沒(mei)聽懂。”薛定諤的(de)貓是諸多量子(zi)困惑中有代表性的(de)一(yi)個。
薛定(ding)諤(e)嘗試著用一個(ge)思想實驗(yan)來(lai)檢驗(yan)量子理論隱含的(de)不確定(ding)之處。
設想在一(yi)個封閉的(de)(de)(de)匣子(zi)(zi)(zi)里,有一(yi)只(zhi)活(huo)貓及一(yi)瓶(ping)毒(du)藥(yao)。當衰(shuai)變(bian)發生時(shi),藥(yao)瓶(ping)被打(da)破,貓將被毒(du)死(si)(si)。按(an)照常識,貓可能(neng)(neng)死(si)(si)了也(ye)(ye)可能(neng)(neng)還活(huo)著。毒(du)藥(yao)瓶(ping)上有一(yi)個錘(chui)子(zi)(zi)(zi),錘(chui)子(zi)(zi)(zi)由(you)一(yi)個電子(zi)(zi)(zi)開關控制,電子(zi)(zi)(zi)開關由(you)放(fang)(fang)射(she)(she)性(xing)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)控制。如果(guo)(guo)(guo)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)核衰(shuai)變(bian),則放(fang)(fang)出阿爾(er)法粒子(zi)(zi)(zi),觸動(dong)電子(zi)(zi)(zi)開關,錘(chui)子(zi)(zi)(zi)落下,砸碎毒(du)藥(yao)瓶(ping),釋放(fang)(fang)出里面的(de)(de)(de)氰化物氣(qi)體,貓必死(si)(si)無疑(yi)。原(yuan)子(zi)(zi)(zi)核的(de)(de)(de)衰(shuai)變(bian)是隨機(ji)事(shi)件,物理學家所能(neng)(neng)精確知(zhi)(zhi)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)只(zhi)是半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)——衰(shuai)變(bian)一(yi)半(ban)(ban)所需要的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)。如果(guo)(guo)(guo)一(yi)種(zhong)放(fang)(fang)射(she)(she)性(xing)元素(su)的(de)(de)(de)半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)是一(yi)天(tian),則過一(yi)天(tian),該元素(su)就少了一(yi)半(ban)(ban),再過一(yi)天(tian),就少了剩下的(de)(de)(de)一(yi)半(ban)(ban)。物理學家卻(que)無法知(zhi)(zhi)道(dao)(dao),它(ta)在什(shen)么時(shi)候(hou)衰(shuai)變(bian),上午(wu)(wu)(wu),還是下午(wu)(wu)(wu)。當然,物理學家知(zhi)(zhi)道(dao)(dao)它(ta)在上午(wu)(wu)(wu)或(huo)下午(wu)(wu)(wu)衰(shuai)變(bian)的(de)(de)(de)幾(ji)率——也(ye)(ye)就是貓在上午(wu)(wu)(wu)或(huo)者(zhe)(zhe)下午(wu)(wu)(wu)死(si)(si)亡的(de)(de)(de)幾(ji)率。如果(guo)(guo)(guo)我(wo)們(men)不揭開密室(shi)的(de)(de)(de)蓋子(zi)(zi)(zi),根據我(wo)們(men)在日常生活(huo)中的(de)(de)(de)經驗,可以(yi)認定(ding),貓或(huo)者(zhe)(zhe)死(si)(si),或(huo)者(zhe)(zhe)活(huo)。這是它(ta)的(de)(de)(de)兩種(zhong)本征態。如果(guo)(guo)(guo)我(wo)們(men)用薛定(ding)諤方程(cheng)來描述薛定(ding)諤貓,則只(zhi)能(neng)(neng)說,它(ta)處(chu)于一(yi)種(zhong)活(huo)與不活(huo)的(de)(de)(de)疊加態。我(wo)們(men)只(zhi)有在揭開蓋子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)一(yi)瞬間(jian),才能(neng)(neng)確切地知(zhi)(zhi)道(dao)(dao)貓是死(si)(si)是活(huo)。此時(shi),貓構成的(de)(de)(de)波函(han)數由(you)疊加態立即收縮(suo)到(dao)某一(yi)個本征態。
量子(zi)理(li)論(lun)認為(wei),如果沒有(you)揭開蓋子(zi),進(jin)行觀察(cha),我們永遠(yuan)也不(bu)(bu)知道貓(mao)是死是活(huo)(huo),它將永遠(yuan)處于既死又(you)活(huo)(huo)的(de)疊加態,可這使微(wei)觀不(bu)(bu)確(que)定(ding)原(yuan)理(li)變成了(le)宏觀不(bu)(bu)確(que)定(ding)原(yuan)理(li),客觀規律不(bu)(bu)以人的(de)意(yi)志為(wei)轉移(yi),貓(mao)既活(huo)(huo)又(you)死違(wei)背了(le)邏輯思(si)維。
薛定諤挖苦(ku)說,按(an)照量子(zi)力學的(de)解釋,容(rong)器中的(de)貓(mao)(mao)處于“死(si)(si)-活疊加態(tai)(tai)”——既死(si)(si)了(le)又活著(zhu)。要等到(dao)打開(kai)容(rong)器看(kan)貓(mao)(mao)一(yi)(yi)眼(yan)才決定其生死(si)(si)。(請注意,不(bu)是(shi)(shi)發(fa)現而(er)是(shi)(shi)決定,僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)看(kan)一(yi)(yi)眼(yan)就(jiu)足以致命(ming)。)正(zheng)像(xiang)哈姆(mu)雷特王(wang)子(zi)(引用自莎士(shi)比亞的(de)名(ming)言)所說:“生存還是(shi)(shi)死(si)(si)亡,這是(shi)(shi)一(yi)(yi)個問題。”只有(you)當你(ni)打開(kai)盒子(zi)的(de)時候,疊加態(tai)(tai)突(tu)然結束(在(zai)數(shu)學術語就(jiu)是(shi)(shi)“波函數(shu)坍縮(collapse)”,哈姆(mu)雷特王(wang)子(zi)的(de)猶豫才終于結束,我們知道了(le)貓(mao)(mao)的(de)確(que)定態(tai)(tai)——死(si)(si),或者活。
哥本(ben)哈(ha)根(gen)的(de)(de)幾率詮釋的(de)(de)優點(dian):只出現(xian)一個結果,這(zhe)與我(wo)們(men)觀測到的(de)(de)結果相符(fu)合。有一個大的(de)(de)問題,它要求波函數突然坍縮(suo),可物(wu)理(li)學(xue)中沒有一個公式(shi)能夠描述(shu)這(zhe)種(zhong)坍縮(suo)。盡(jin)管如此,長期以來物(wu)理(li)學(xue)家們(men)出于或(huo)許實用主義的(de)(de)考慮(lv),還是(shi)接(jie)受了哥本(ben)哈(ha)根(gen)的(de)(de)詮釋。付出的(de)(de)代(dai)價,違(wei)反了薛定(ding)諤方程。這(zhe)就難怪薛定(ding)諤一直耿耿于懷了。
思想實(shi)驗(yan)告(gao)訴(su)我們:除非(fei)進(jin)行觀(guan)(guan)測(ce),否(fou)則(ze)一切都不(bu)(bu)是(shi)確(que)(que)定(ding)的(de)(de)(de)(de),可(ke)這(zhe)(zhe)使微觀(guan)(guan)不(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)原(yuan)理(li)變成了(le)(le)宏觀(guan)(guan)不(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)原(yuan)理(li),客觀(guan)(guan)規(gui)律不(bu)(bu)以人的(de)(de)(de)(de)意(yi)志為(wei)(wei)轉移(yi),貓(mao)既活(huo)又死(si)違(wei)背了(le)(le)邏輯思維。愛(ai)(ai)因(yin)斯坦和少數非(fei)主流派物理(li)學(xue)家拒(ju)絕(jue)接受由波爾及(ji)其(qi)同事(shi)創立的(de)(de)(de)(de)理(li)論結果。量(liang)子(zi)力學(xue)告(gao)訴(su)我們,存在一個中間態,貓(mao)既不(bu)(bu)死(si)也不(bu)(bu)活(huo),直到(dao)進(jin)行觀(guan)(guan)察看看發生了(le)(le)什么。愛(ai)(ai)因(yin)斯坦認(ren)為(wei)(wei),量(liang)子(zi)力學(xue)只不(bu)(bu)過(guo)是(shi)對原(yuan)子(zi)及(ji)亞原(yuan)子(zi)粒子(zi)行為(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)一個合理(li)的(de)(de)(de)(de)描述,這(zhe)(zhe)是(shi)一種(zhong)唯象理(li)論,它(ta)本身不(bu)(bu)是(shi)終極真(zhen)理(li)。他(ta)說過(guo)一句名言(yan):“上帝不(bu)(bu)會擲骰(tou)子(zi)。”他(ta)不(bu)(bu)承認(ren)薛(xue)定(ding)諤的(de)(de)(de)(de)貓(mao)的(de)(de)(de)(de)非(fei)本征(zheng)態之說,認(ren)為(wei)(wei)一定(ding)有一個內在的(de)(de)(de)(de)機制(zhi)組(zu)成了(le)(le)事(shi)物的(de)(de)(de)(de)真(zhen)實(shi)本性(xing)。愛(ai)(ai)因(yin)斯坦花了(le)(le)數年時間企圖設計一個實(shi)驗(yan)來檢(jian)驗(yan)這(zhe)(zhe)種(zhong)內在真(zhen)實(shi)性(xing)是(shi)否(fou)確(que)(que)在起(qi)作(zuo)用,但沒有完成這(zhe)(zhe)種(zhong)設計就去世了(le)(le)。
哥本(ben)哈根詮釋在(zai)(zai)很(hen)長的(de)(de)(de)一段時間(jian)成了正(zheng)統的(de)(de)(de)、標準的(de)(de)(de)詮釋。那只不(bu)(bu)(bu)死不(bu)(bu)(bu)活的(de)(de)(de)貓卻總是像(xiang)惡夢一樣讓物理(li)學家們不(bu)(bu)(bu)得(de)安寧。格利(li)賓(bin)在(zai)(zai)《尋找薛定諤(e)的(de)(de)(de)貓》中想(xiang)告(gao)訴(su)我們,哥本(ben)哈根詮釋在(zai)(zai)哪兒失敗?以及用(yong)什(shen)么詮釋可以替代它?
1957年,休(xiu)·埃弗(fu)(fu)萊特(te)提出(chu)的(de)“多世(shi)界詮釋”似(si)乎為人(ren)們帶(dai)來了(le)福音(yin),由(you)(you)于它(ta)太離奇(qi)開始(shi)沒有人(ren)認(ren)真對待。格利賓認(ren)為,多世(shi)界詮釋有許多優點,由(you)(you)此它(ta)可以(yi)代替哥本(ben)哈根(gen)詮釋。我們下(xia)面(mian)簡單介紹一下(xia)休(xiu)·埃弗(fu)(fu)萊特(te)的(de)多世(shi)界詮釋。
格利賓在(zai)書中(zhong)寫(xie)道:“埃弗(fu)萊特……指(zhi)出兩(liang)只(zhi)貓(mao)(mao)都(dou)是真實(shi)的。有一(yi)只(zhi)活(huo)貓(mao)(mao),有一(yi)只(zhi)死(si)貓(mao)(mao),它們(men)位(wei)于(yu)不(bu)同的世界中(zhong)。問(wen)題并不(bu)在(zai)于(yu)盒(he)子(zi)中(zhong)的放射性原(yuan)子(zi)是否(fou)衰(shuai)變(bian),而在(zai)于(yu)它既衰(shuai)變(bian)又不(bu)衰(shuai)變(bian)。當我們(men)向盒(he)子(zi)里(li)看時,整(zheng)個(ge)(ge)世界分裂成(cheng)它自己的兩(liang)個(ge)(ge)版(ban)本。這兩(liang)個(ge)(ge)版(ban)本在(zai)其(qi)余的各個(ge)(ge)方(fang)面(mian)都(dou)是全同的。區(qu)別(bie)只(zhi)是在(zai)于(yu)其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)(ge)版(ban)本中(zhong),原(yuan)子(zi)衰(shuai)變(bian)了(le)(le),貓(mao)(mao)死(si)了(le)(le);而在(zai)另一(yi)個(ge)(ge)版(ban)本中(zhong),原(yuan)子(zi)沒有衰(shuai)變(bian),貓(mao)(mao)還活(huo)著(zhu)。”
也就(jiu)(jiu)(jiu)是說,上(shang)面說的(de)“原子(zi)衰變(bian)了(le),貓死了(le);原子(zi)沒有(you)衰變(bian),貓還(huan)活著(zhu)(zhu)”這(zhe)(zhe)(zhe)兩個(ge)世(shi)界(jie)將完全(quan)相互(hu)獨立地演(yan)變(bian)下去,就(jiu)(jiu)(jiu)像兩個(ge)平(ping)行(xing)的(de)世(shi)界(jie)一(yi)樣(yang)。格利賓顯(xian)然(ran)十(shi)分(fen)贊賞這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)詮釋,故(gu)他接著(zhu)(zhu)說:“這(zhe)(zhe)(zhe)聽起來就(jiu)(jiu)(jiu)像科幻小(xiao)說,然(ran)而……它是基于無(wu)懈可擊的(de)數學(xue)方(fang)程,基于量子(zi)力學(xue)樸實的(de)、自洽的(de)、符合邏輯的(de)結(jie)果。”“在量子(zi)的(de)多世(shi)界(jie)中,我(wo)(wo)們通過參與而選擇出自己(ji)的(de)道路(lu)。在我(wo)(wo)們生活的(de)這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)世(shi)界(jie)上(shang),沒有(you)隱變(bian)量,上(shang)帝不(bu)會擲(zhi)(zhi)骰(tou)子(zi),一(yi)切(qie)都是真實的(de)。”按格利賓所說,愛(ai)因斯坦(tan)如(ru)果還(huan)活著(zhu)(zhu),他也許會同意(yi)并大(da)(da)大(da)(da)地贊揚這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)個(ge)“沒有(you)隱變(bian)量,上(shang)帝不(bu)會擲(zhi)(zhi)骰(tou)子(zi)”的(de)理論。
這(zhe)個詮釋的(de)(de)(de)(de)優點:薛(xue)定諤(e)方程始終成立(li),波函數從不坍縮(suo),由此它簡(jian)化了基本理(li)論。它的(de)(de)(de)(de)問(wen)題設想過于離(li)奇,付出的(de)(de)(de)(de)代價是這(zhe)些平行的(de)(de)(de)(de)世(shi)界(jie)全都是同樣真實的(de)(de)(de)(de)。這(zhe)就難(nan)怪有人說:“在(zai)科(ke)學史(shi)上,多世(shi)界(jie)詮釋無疑(yi)是目前所提出的(de)(de)(de)(de)最大(da)膽、最野心勃勃的(de)(de)(de)(de)理(li)論。”
1996年(nian)5月,美國(guo)科羅拉多(duo)州博爾德(de)的國(guo)家標準(zhun)與(yu)技術研究所(NIST)的Monroe等(deng)(deng)人用單個(ge)(ge)鈹(pi)(pi)離(li)子(zi)(zi)做(zuo)成了“薛定諤的貓”并拍下了快照(zhao),發現鈹(pi)(pi)離(li)子(zi)(zi)在(zai)第(di)(di)一個(ge)(ge)空間位(wei)置上處(chu)于(yu)自旋(xuan)向上的狀態,而同時又(you)在(zai)第(di)(di)二個(ge)(ge)空間位(wei)置上處(chu)于(yu)自旋(xuan)向下的狀態,而這(zhe)(zhe)兩個(ge)(ge)狀態相(xiang)距80納米(mi)(mi)之(zhi)遙(yao)!(1納米(mi)(mi)等(deng)(deng)于(yu)1毫微米(mi)(mi))——這(zhe)(zhe)在(zai)原子(zi)(zi)尺度上是一個(ge)(ge)巨大的距離(li)。想像這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)鈹(pi)(pi)離(li)子(zi)(zi)是個(ge)(ge)通靈(ling)大師,他在(zai)紐約與(yu)喜馬拉雅同時現身,一個(ge)(ge)他正從摩天樓頂往下跳傘;而另一個(ge)(ge)他則正爬上雪(xue)山之(zhi)巔!——量(liang)子(zi)(zi)的這(zhe)(zhe)種“化(hua)身博士(shi)”特點,物(wu)理(li)學上稱(cheng)“量(liang)子(zi)(zi)相(xiang)干性”。
在實驗中,無論是(shi)多少概(gai)率存(cun)(cun)活或者(zhe)(zhe)死(si)亡,相(xiang)對于(yu)觀測(ce)者(zhe)(zhe)來說(shuo),在未(wei)觀測(ce)之前(qian),都存(cun)(cun)在不確定(ding)(ding)性,即其存(cun)(cun)在疊加態。但將參考系建(jian)立在實驗對象貓身(shen)上,其結(jie)果已經確定(ding)(ding),是(shi)客觀存(cun)(cun)在的(de),并(bing)非以(yi)外界觀測(ce)者(zhe)(zhe)是(shi)否觀測(ce)而決定(ding)(ding)其真實的(de)結(jie)果。
分析(xi)上述(shu)后得出思考,貓和外界(jie)觀測者構成兩個(ge)相對的參(can)考系,實(shi)驗開啟(qi)后,以貓為(wei)參(can)考系時(shi),其結果(guo)狀態為(wei)客觀真實(shi)確(que)定;而以外界(jie)觀測者為(wei)參(can)考系時(shi),貓存在疊加(jia)態,這種疊加(jia)態不是客觀結果(guo),而是從(cong)未被觀測的狀態現象。
為了(le)更直觀(guan)的(de)理解,將(jiang)實驗過程視作(zuo)事(shi)(shi)件(jian),當(dang)(dang)所(suo)選(xuan)參(can)考(kao)系(xi)不同時,其不能等同于(yu)(yu)一個事(shi)(shi)件(jian)。當(dang)(dang)選(xuan)取以貓(mao)為參(can)考(kao)系(xi)時,命(ming)名為A事(shi)(shi)件(jian),A事(shi)(shi)件(jian)結(jie)束(shu)(shu)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)即貓(mao)參(can)考(kao)系(xi)的(de)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai);當(dang)(dang)選(xuan)取以外界觀(guan)測(ce)者時,命(ming)名為B事(shi)(shi)件(jian),未觀(guan)測(ce)時,B事(shi)(shi)件(jian)尚(shang)未結(jie)束(shu)(shu),其處于(yu)(yu)疊加(jia)態(tai)(tai)。觀(guan)測(ce)后,B事(shi)(shi)件(jian)結(jie)束(shu)(shu),疊加(jia)態(tai)(tai)坍縮,呈現其最(zui)終狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)。
埃爾溫·薛定諤(e)在(zai)20世紀20年(nian)代中期創立了(le)被稱為量子力學分支中的一(yi)個方程。后來被稱之為薛定諤(e)現六光(guang)子薛定諤(e)貓態
方程:▽2ψ(x,y,z)+(8π2m/h2)[E-U(x,y,z)]ψ(x,y,z)=0
量(liang)子理(li)論是20世紀(ji)科學的(de)重大進(jin)展之一(yi),由于量(liang)子力學對傳統觀念所帶(dai)來的(de)巨大沖擊,連“量(liang)子”的(de)提出(chu)者在內的(de)科學家都(dou)想盡各(ge)種(zhong)辦(ban)法拒絕(jue)它(ta),或(huo)做(zuo)出(chu)各(ge)種(zhong)調和性(xing)的(de)解(jie)釋。事(shi)實上,薛定諤就被量(liang)子力學的(de)結果弄(nong)得心神不安,他不喜歡波粒二象性(xing)的(de)二元(yuan)解(jie)釋以及波的(de)統計解(jie)釋,試圖建立一(yi)個只用波來解(jie)釋的(de)理(li)論。
美國科學(xue)(xue)家宣(xuan)布,他們成功讓6個鈹離(li)子系統實現了自旋方向完全相反的(de)宏(hong)觀量子疊(die)加態,也(ye)就是(shi)量子力學(xue)(xue)理論中的(de)“薛定諤貓”態。
根據量(liang)子(zi)力學理(li)論,物(wu)質在微觀尺度上存(cun)在兩種完全相(xiang)反狀(zhuang)(zhuang)態并存(cun)的(de)(de)(de)奇特狀(zhuang)(zhuang)況,這(zhe)被稱(cheng)為(wei)有效的(de)(de)(de)相(xiang)干疊加態。由大量(liang)微觀粒子(zi)組成的(de)(de)(de)宏觀世界是否(fou)也遵(zun)循量(liang)子(zi)疊加原(yuan)理(li)?奧(ao)地利物(wu)理(li)學家薛(xue)定(ding)(ding)諤為(wei)此(ci)在1935年提出(chu)著名的(de)(de)(de)“薛(xue)定(ding)(ding)諤貓”佯謬(miu)。
“薛定諤(e)貓”佯(yang)謬假設了這樣一種情況,將一只貓關(guan)在(zai)裝有少量鐳(lei)和氰化物(wu)的(de)(de)密閉容(rong)器里(li)。鐳(lei)的(de)(de)衰變(bian)(bian)存在(zai)幾率,如果鐳(lei)發(fa)(fa)生衰變(bian)(bian),會(hui)觸發(fa)(fa)機(ji)關(guan)打碎裝有氰化物(wu)的(de)(de)瓶子,貓就會(hui)死(si);如果鐳(lei)不發(fa)(fa)生衰變(bian)(bian),貓就存活。根據量子力(li)學理論,由于(yu)放射(she)性的(de)(de)鐳(lei)處(chu)(chu)于(yu)衰變(bian)(bian)和沒(mei)有衰變(bian)(bian)兩種狀(zhuang)態的(de)(de)疊加,貓就理應處(chu)(chu)于(yu)死(si)貓和活貓的(de)(de)疊加狀(zhuang)態。這只既死(si)又活的(de)(de)貓就是所謂的(de)(de)“薛定諤(e)貓”。
顯然,既(ji)死(si)又活的(de)貓(mao)是(shi)荒謬(miu)的(de),可這(zhe)使(shi)微觀(guan)(guan)(guan)不確(que)定原理(li)(li)(li)變成了(le)宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)不確(que)定原理(li)(li)(li),客觀(guan)(guan)(guan)規(gui)律不以人的(de)意志為(wei)轉移,貓(mao)既(ji)活又死(si)違背了(le)邏輯思維(wei)。薛(xue)定諤(e)想要借此闡(chan)述(shu)的(de)物(wu)(wu)理(li)(li)(li)問題,宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)世界(jie)是(shi)否(fou)也遵(zun)從(cong)適用于微觀(guan)(guan)(guan)尺(chi)度的(de)量(liang)子(zi)(zi)疊加(jia)原理(li)(li)(li)。“薛(xue)定諤(e)貓(mao)”佯謬(miu)巧妙地把微觀(guan)(guan)(guan)放射源和(he)宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)的(de)貓(mao)聯系起(qi)來,旨在(zai)否(fou)定宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)世界(jie)存在(zai)量(liang)子(zi)(zi)疊加(jia)態(tai)。然而隨著量(liang)子(zi)(zi)力(li)學的(de)發(fa)展,科學家(jia)已(yi)先后通過各種方案獲得(de)了(le)宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)量(liang)子(zi)(zi)疊加(jia)態(tai)。此前,科學家(jia)最多(duo)(duo)使(shi)4個離(li)子(zi)(zi)或5個光子(zi)(zi)達(da)到“薛(xue)定諤(e)貓(mao)”態(tai)。如何(he)使(shi)更多(duo)(duo)粒子(zi)(zi)構成的(de)系統達(da)到這(zhe)種狀態(tai)并保存更長時間,已(yi)成為(wei)實(shi)驗(yan)物(wu)(wu)理(li)(li)(li)學的(de)一大挑戰(zhan)。
美國(guo)國(guo)家標準和(he)技術(shu)研究(jiu)所(suo)的(de)萊(lai)布弗里(li)特(te)等人(ren)在(zai)最(zui)(zui)新一(yi)期《自(zi)然》雜志上稱,他們已實現擁有粒(li)子(zi)(zi)較多(duo)而且持續時間最(zui)(zui)長(chang)的(de)“薛(xue)定諤(e)貓(mao)”態(tai)(tai)(tai)。實驗(yan)中,研究(jiu)人(ren)員(yuan)將鈹離(li)子(zi)(zi)每(mei)隔若干(gan)微米“固定”在(zai)電磁(ci)場阱中,然后(hou)用激(ji)(ji)光使鈹離(li)子(zi)(zi)冷(leng)卻到(dao)接近絕(jue)對零度,并分三步(bu)操縱這些離(li)子(zi)(zi)的(de)運動。為了(le)讓(rang)盡可能多(duo)的(de)粒(li)子(zi)(zi)在(zai)盡可能長(chang)的(de)時間里(li)實現“薛(xue)定諤(e)貓(mao)”態(tai)(tai)(tai),研究(jiu)人(ren)員(yuan)一(yi)方(fang)面提高激(ji)(ji)光的(de)冷(leng)卻效率,另一(yi)方(fang)面使電磁(ci)場阱盡可能多(duo)地(di)吸收(shou)離(li)子(zi)(zi)振動發出的(de)熱量(liang)。最(zui)(zui)終,他們使6個鈹離(li)子(zi)(zi)在(zai)50微秒內同時順時針自(zi)旋和(he)逆時針自(zi)旋,實現了(le)兩(liang)種相反量(liang)子(zi)(zi)態(tai)(tai)(tai)的(de)等量(liang)疊加糾(jiu)纏,也就是(shi)“薛(xue)定諤(e)貓(mao)”態(tai)(tai)(tai)。
奧地利因(yin)斯布(bu)魯克大學的研(yan)究人員也在同期《自然》雜(za)志(zhi)上(shang)報(bao)告說,他們在8個離子的系(xi)統中實(shi)現了(le)“薛定諤(e)貓”態,維持時間稍短。
2023年5月(yue),瑞(rui)士蘇黎世聯(lian)邦(bang)理工學(xue)院科學(xue)家讓一個“體(ti)重”為16微克(質量(liang)為原子(zi)或分(fen)子(zi)的(de)幾十億倍)的(de)微小晶體(ti)處于兩(liang)個振(zhen)蕩狀態的(de)疊(die)加態,創(chuang)建了迄(qi)今(jin)最重“薛定諤的(de)貓”。
科學家(jia)稱,“薛(xue)(xue)定諤貓”態(tai)不僅具有(you)理論研究意義,也(ye)有(you)實際應用的潛力(li)。比如,多(duo)粒子(zi)的“薛(xue)(xue)定諤貓”態(tai)系統(tong)可以作為(wei)未來高容錯量(liang)子(zi)計算機的核心部件,也(ye)可以用來制造極(ji)其(qi)靈敏(min)的傳感器以及原子(zi)鐘、干(gan)涉儀等精密(mi)測量(liang)裝備。
量子派(pai)后來有一個被哄傳得(de)很廣(guang)的論(lun)調說
“當我們(men)不(bu)(bu)(bu)(bu)觀(guan)察時,月(yue)(yue)亮是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)存在的”,這(zhe)稍(shao)稍(shao)偏離了本意,準確(que)(que)來說(shuo),因為月(yue)(yue)亮也是(shi)(shi)(shi)由不(bu)(bu)(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)的粒(li)子組成的,所(suo)以如果我們(men)轉過(guo)頭不(bu)(bu)(bu)(bu)去(qu)(qu)看月(yue)(yue)亮,那一(yi)(yi)大堆粒(li)子就(jiu)開(kai)始(shi)按照(zhao)波(bo)函(han)數彌散開(kai)去(qu)(qu)。于是(shi)(shi)(shi)乎(hu),月(yue)(yue)亮的邊緣開(kai)始(shi)顯得模(mo)糊(hu)而(er)不(bu)(bu)(bu)(bu)確(que)(que)定(ding),它逐(zhu)漸“融(rong)化”,變成概率(lv)波(bo)擴(kuo)散到周(zhou)圍的空間(jian)(jian)里去(qu)(qu)。當然(ran)這(zhe)么大一(yi)(yi)個(ge)月(yue)(yue)亮完(wan)全融(rong)化成空間(jian)(jian)中的概率(lv)是(shi)(shi)(shi)需要很(hen)長(chang)很(hen)長(chang)時間(jian)(jian)的,不(bu)(bu)(bu)(bu)過(guo)問題(ti)的實質是(shi)(shi)(shi):要是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)觀(guan)察月(yue)(yue)亮,它就(jiu)從確(que)(que)定(ding)的狀態變成無(wu)數不(bu)(bu)(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)的疊(die)加。不(bu)(bu)(bu)(bu)觀(guan)察它時,一(yi)(yi)個(ge)確(que)(que)定(ding)的,客觀(guan)的月(yue)(yue)亮是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)存在的。但(dan)只要一(yi)(yi)回(hui)頭,一(yi)(yi)輪明(ming)月(yue)(yue)便(bian)又高懸(xuan)空中,似乎(hu)什么事也沒發生過(guo)一(yi)(yi)樣。但(dan)其實,量子力(li)學(xue)定(ding)律將月(yue)(yue)亮這(zhe)種(zhong)巨(ju)大質量的物體的波(bo)函(han)數限(xian)制在很(hen)小的區域(yu)中,所(suo)以即(ji)使月(yue)(yue)亮彌散開(kai)去(qu)(qu),彌散的程(cheng)度也不(bu)(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)人眼能看出來的。
測(ce)不(bu)(bu)準原理解釋(shi):測(ce)量(liang)(liang)一個粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的位置(zhi)和速度(du)(du),其辦法是將(jiang)(jiang)光(guang)照(zhao)到(dao)(dao)這(zhe)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)上,一部分光(guang)波(bo)(bo)被此粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)散射開,由(you)此指明它的位置(zhi)。人們不(bu)(bu)可能將(jiang)(jiang)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的位置(zhi)確(que)定到(dao)(dao)到(dao)(dao)光(guang)的兩個波(bo)(bo)峰(feng)之間(jian)距(ju)離更小的程度(du)(du),故必須(xu)用(yong)(yong)短波(bo)(bo)長的光(guang)來測(ce)量(liang)(liang),至少要用(yong)(yong)一個光(guang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)。這(zhe)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)會擾(rao)動(dong)這(zhe)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi),并(bing)改變粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的速度(du)(du),而(er)且位置(zhi)測(ce)量(liang)(liang)得(de)越準確(que)所需的波(bo)(bo)長就越短,單獨量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)的能量(liang)(liang)就越大,粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的速度(du)(du)就被擾(rao)動(dong)得(de)越厲(li)害。你對粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的位置(zhi)測(ce)量(liang)(liang)得(de)越準確(que),對速度(du)(du)的測(ce)量(liang)(liang)就越不(bu)(bu)準確(que)。(月(yue)亮不(bu)(bu)觀測(ce)時不(bu)(bu)是不(bu)(bu)存在(zai),量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)態(tai)在(zai)觀測(ce)時由(you)于(yu)觀測(ce)力(li)的相互作用(yong)(yong)而(er)使波(bo)(bo)函數坍塌(ta)為確(que)定值(zhi),微(wei)觀粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)整體呈現規律性,宏觀尺度(du)(du)下觀測(ce)力(li)幾(ji)乎對其不(bu)(bu)影響。)(參考資(zi)料(liao):史蒂芬.霍金(jin)所著(zhu)《時間(jian)簡(jian)史》)
不(bu)能不(bu)承認,這(zhe)聽起來很(hen)有強烈的(de)(de)主(zhu)觀唯心論(lun)的(de)(de)味道,它(ta)其實和我們通常理(li)解的(de)(de)那種哲學理(li)論(lun)有一定區別,不(bu)過講(jiang)到(dao)這(zhe)里,許(xu)多人大概都(dou)會自然(ran)而(er)然(ran)地(di)想起貝(bei)克萊(lai)(George Berkeley)主(zhu)教(jiao)的(de)(de)那句名言:“存(cun)在就(jiu)是(shi)(shi)被感知(zhi)”(拉丁文:Esse Est Percipi)。這(zhe)句話要是(shi)(shi)稍微(wei)改一改講(jiang)成(cheng)“存(cun)在就(jiu)是(shi)(shi)被測量”,那就(jiu)和哥本(ben)哈根派的(de)(de)意(yi)思(si)差(cha)不(bu)離了。貝(bei)克萊(lai)在哲學史上的(de)(de)地(di)位(wei)無(wu)疑是(shi)(shi)重(zhong)要的(de)(de),人們通常樂于批判(pan)他,我們的(de)(de)哥本(ben)哈根派是(shi)(shi)否(fou)比他走得更遠呢?好歹貝(bei)克萊(lai)還(huan)認為(wei)事物是(shi)(shi)連續(xu)客觀地(di)存(cun)在的(de)(de),因(yin)為(wei)總有“上帝(di)”在不(bu)停(ting)地(di)看著一切。而(er)量子論(lun)?“陛下(xia),我不(bu)需要上帝(di)這(zhe)個(ge)假設”。
與(yu)貝克萊(lai)互相(xiang)輝映的東(dong)方(fang)代(dai)表(biao)大概要算王陽明。他在(zai)(zai)《傳習錄·下(xia)》中也說(shuo)過一句有(you)名的話:“你(ni)(ni)未(wei)看(kan)此(ci)(ci)(ci)花(hua)時(shi),此(ci)(ci)(ci)花(hua)與(yu)汝同歸(gui)于寂;你(ni)(ni)來看(kan)此(ci)(ci)(ci)花(hua)時(shi),則此(ci)(ci)(ci)花(hua)顏色一時(shi)明白起來……”如果王陽明懂量(liang)子(zi)論,他多半會說(shuo):“你(ni)(ni)未(wei)觀測(ce)(ce)此(ci)(ci)(ci)花(hua)時(shi),此(ci)(ci)(ci)花(hua)并(bing)未(wei)實在(zai)(zai)地存在(zai)(zai),按波函數而(er)歸(gui)于寂;你(ni)(ni)來觀測(ce)(ce)此(ci)(ci)(ci)花(hua)時(shi),則此(ci)(ci)(ci)花(hua)波函數發生坍縮(suo),它的顏色一時(shi)變成明白的實在(zai)(zai)……”測(ce)(ce)量(liang)即是理(li),測(ce)(ce)量(liang)外無(wu)理(li)。
究竟是(shi)必(bi)然(ran)還(huan)是(shi)偶(ou)然(ran)決(jue)定(ding)了宇宙(zhou)的(de)(de)命運?或者說:‘上帝(di)’玩骰子(zi)嗎?這(zhe)個是(shi)量(liang)子(zi)力(li)學和相對論最大的(de)(de)爭(zheng)議。量(liang)子(zi)力(li)學主張(zhang),世界是(shi)由(you)不(bu)確定(ding)的(de)(de)、隨(sui)機的(de)(de)事件決(jue)定(ding),這(zhe)個不(bu)確定(ding)(后(hou)者叫(jiao)波動)其實就是(shi)辯(bian)證法(fa)主張(zhang)的(de)(de)矛盾運作;而相對論則(ze)認為,世界應(ying)該是(shi)由(you)固(gu)定(ding)的(de)(de)、機械的(de)(de)規律統(tong)治,任何(he)看似偶(ou)然(ran)的(de)(de)事件背后(hou),其實都有必(bi)然(ran)在支撐。
關于薛定諤(e)的(de)(de)(de)貓(mao)(mao),許多非主流科學(xue)家是持懷(huai)疑態(tai)度的(de)(de)(de),他(ta)們(men)(men)認為:這(zhe)個(ge)(ge)原(yuan)因是由(you)“平行宇宙”(MWI)造成(cheng)的(de)(de)(de),即:當我(wo)們(men)(men)向盒子(zi)(zi)里看時,整個(ge)(ge)世(shi)界分裂成(cheng)它自己(ji)的(de)(de)(de)兩個(ge)(ge)版本(ben)。這(zhe)兩個(ge)(ge)版本(ben)在其(qi)余的(de)(de)(de)各(ge)個(ge)(ge)方(fang)面都(dou)是全同(tong)的(de)(de)(de)。區別只是在于其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)一個(ge)(ge)版本(ben)中(zhong)(zhong)(zhong),原(yuan)子(zi)(zi)衰變了,貓(mao)(mao)死(si)了;而(er)在另一個(ge)(ge)版本(ben)中(zhong)(zhong)(zhong),原(yuan)子(zi)(zi)沒有(you)(you)(you)衰變,貓(mao)(mao)還活著。在量子(zi)(zi)的(de)(de)(de)多世(shi)界中(zhong)(zhong)(zhong),我(wo)們(men)(men)通過參與而(er)選擇出自己(ji)的(de)(de)(de)道路。在我(wo)們(men)(men)生活的(de)(de)(de)這(zhe)個(ge)(ge)世(shi)界上,沒有(you)(you)(you)隱變量,上帝不會擲骰子(zi)(zi),一切都(dou)是真實(shi)的(de)(de)(de)。這(zhe)個(ge)(ge)觀點(dian)還有(you)(you)(you)更駭人聽聞的(de)(de)(de)假設:量子(zi)(zi)自殺(sha)。
在(zai)量子(zi)力學(xue)里(li),量子(zi)自殺(sha)是想法實驗,這令人(ren)毛骨(gu)悚然和(he)(he)啼笑皆非(fei)的(de)(de)實驗在(zai)80年代(dai)末由Hans Moravec,Bruno Marchal等人(ren)提出(chu),而又(you)在(zai)1998年為(wei)宇(yu)宙(zhou)(zhou)學(xue)家Max Tegmark針對哥本哈根“波函數(shu)坍縮”中(zhong)的(de)(de)“意識怪獸(shou)”,在(zai)那(nei)篇廣(guang)為(wei)人(ren)知的(de)(de)宣(xuan)傳MWI的(de)(de)論文中(zhong)所發(fa)展(zhan)和(he)(he)重提。Max Tegmark認(ren)為(wei)宇(yu)宙(zhou)(zhou)有多個,量子(zi)的(de)(de)不確定性被分配(pei)到各個宇(yu)宙(zhou)(zhou)去,只要從主觀視角來看,不但一(yi)個人(ren)永遠無法完成自殺(sha),事實上他一(yi)旦開始(shi)存在(zai),就永遠不會消失。總存在(zai)著一(yi)些量子(zi)效(xiao)應,使(shi)得一(yi)個人(ren)不會衰(shuai)老,而按照MWI,這些非(fei)常低的(de)(de)概率總是對應于(yu)某(mou)個實際的(de)(de)世界!
在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)套設備里(li),利用原(yuan)子(zi)(zi)衰(shuai)變來(lai)(lai)控制扣(kou)動一(yi)(yi)把槍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)扳機(ji),我(wo)們就(jiu)可以(yi)觀測(ce)當(dang)(dang)一(yi)(yi)個人(ren)被打(da)死(si)(si)了(le)(如(ru)果衰(shuai)變-->開槍)或者沒(mei)有(沒(mei)有衰(shuai)變)。他遲早被打(da)死(si)(si),因為(wei)隨著(zhu)原(yuan)子(zi)(zi)衰(shuai)變概(gai)率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加,槍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)扳機(ji)遲早會(hui)(hui)扣(kou)動。但對(dui)當(dang)(dang)事人(ren)本(ben)身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)度來(lai)(lai)說完(wan)全(quan)不是(shi)(shi)這(zhe)樣(yang)(yang)。因為(wei)對(dui)他唯一(yi)(yi)有意義的(de)(de)(de)(de)(de)(de)就(jiu)是(shi)(shi)“那些他活(huo)著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)世(shi)界(jie)”。永遠(yuan)都會(hui)(hui)有一(yi)(yi)個他活(huo)在(zai)(zai)(zai)某(mou)個世(shi)界(jie)。如(ru)果平行宇宙理論(lun)是(shi)(shi)正確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de),那么(me)(me)對(dui)于(yu)某(mou)人(ren)來(lai)(lai)說,他無論(lun)如(ru)何試圖(tu)去自殺(sha)都不會(hui)(hui)死(si)(si)。要(yao)是(shi)(shi)他拿(na)刀抹脖子(zi)(zi),那么(me)(me)因為(wei)組成刀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)一(yi)(yi)群符合波(bo)動方程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒子(zi)(zi),所以(yi)總有一(yi)(yi)個非常非常小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)性(xing),以(yi)某(mou)種方式絲毫無損地穿(chuan)透了(le)該(gai)人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脖子(zi)(zi),從(cong)而(er)保持該(gai)人(ren)不死(si)(si)!當(dang)(dang)然這(zhe)個概(gai)率極(ji)小極(ji)小,但按(an)照MWI,一(yi)(yi)切可能(neng)發生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)都實(shi)(shi)際(ji)發生了(le),所以(yi)這(zhe)個現象總會(hui)(hui)發生在(zai)(zai)(zai)某(mou)個宇宙!其(qi)實(shi)(shi)不管換什么(me)(me)方式自殺(sha)都一(yi)(yi)樣(yang)(yang),跳樓也好(hao),臥軌也好(hao),上吊也好(hao),總存在(zai)(zai)(zai)那么(me)(me)一(yi)(yi)些宇宙,讓他還活(huo)著(zhu)。從(cong)該(gai)人(ren)自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)視角(jiao)來(lai)(lai)看,他怎(zen)么(me)(me)死(si)(si)都死(si)(si)不掉(diao)!當(dang)(dang)然在(zai)(zai)(zai)其(qi)他無窮個宇宙里(li),他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)親朋好(hao)友(you)卻要(yao)為(wei)他哀(ai)悼了(le)。這(zhe)實(shi)(shi)際(ji)上也是(shi)(shi)薛(xue)定諤(e)貓(mao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個真人(ren)版。大家知道(dao)在(zai)(zai)(zai)貓(mao)實(shi)(shi)驗(yan)里(li),如(ru)果原(yuan)子(zi)(zi)衰(shuai)變,貓(mao)就(jiu)被毒死(si)(si),反之則存活(huo)。對(dui)此(ci),哥本(ben)哈根(gen)派的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)釋:在(zai)(zai)(zai)我(wo)們沒(mei)有觀測(ce)它之前(qian),貓(mao)是(shi)(shi)“又死(si)(si)又活(huo)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de),而(er)觀測(ce)后貓(mao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)函(han)數發生坍縮,貓(mao)要(yao)么(me)(me)死(si)(si)要(yao)么(me)(me)活(huo)。MWI則聲稱:每(mei)次實(shi)(shi)驗(yan)必定同時產(chan)生一(yi)(yi)只活(huo)貓(mao)和一(yi)(yi)只死(si)(si)貓(mao),只不過(guo)它們存在(zai)(zai)(zai)于(yu)兩(liang)個平行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)世(shi)界(jie)中。
這樣一(yi)來,薛定諤的(de)(de)貓(mao)也(ye)不(bu)(bu)必再(zai)為死(si)(si)活(huo)問題困(kun)擾。只(zhi)不(bu)(bu)過是(shi)(shi)宇宙(zhou)分裂成了兩(liang)個(ge)(ge),一(yi)個(ge)(ge)有活(huo)貓(mao),一(yi)個(ge)(ge)有死(si)(si)貓(mao)罷了。對(dui)于那(nei)個(ge)(ge)活(huo)貓(mao)的(de)(de)宇宙(zhou),貓(mao)是(shi)(shi)一(yi)直活(huo)著的(de)(de),不(bu)(bu)存在(zai)死(si)(si)活(huo)疊加的(de)(de)問題。對(dui)于死(si)(si)貓(mao)的(de)(de)宇宙(zhou),貓(mao)在(zai)分裂的(de)(de)那(nei)一(yi)刻就實實在(zai)在(zai)地死(si)(si)了,不(bu)(bu)要等人們打開容器才“坍縮”,從而(er)蓋棺(guan)定論。
從(cong)宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)誕生(sheng)以(yi)來,已(yi)經(jing)進行(xing)過無數(shu)次這樣的(de)(de)(de)(de)分裂,它的(de)(de)(de)(de)數(shu)量以(yi)幾何級數(shu)增長,很快(kuai)趨于無窮。我們處(chu)于的(de)(de)(de)(de)這個宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)只不(bu)過是其中的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個,在(zai)它之外,還有(you)(you)(you)非常(chang)多的(de)(de)(de)(de)其他(ta)的(de)(de)(de)(de)宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)。有(you)(you)(you)些(xie)和我們很接近(jin),那是在(zai)家譜樹上最近(jin)剛剛分離出來的(de)(de)(de)(de),而那些(xie)從(cong)遙遠(yuan)的(de)(de)(de)(de)古代就(jiu)同我們分道揚(yang)鑣的(de)(de)(de)(de)宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)則(ze)可能非常(chang)不(bu)同。也許在(zai)某個宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)中,小行(xing)星并未撞擊地球,恐龍(long)仍是世(shi)界主宰。在(zai)某個宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)中,埃及艷后克婁(lou)帕特拉的(de)(de)(de)(de)鼻(bi)子稍(shao)短了一(yi)(yi)點,沒(mei)有(you)(you)(you)叫凱撒和安東尼怦然心動(dong)。那些(xie)反對歷史決定論的(de)(de)(de)(de)“鼻(bi)子派歷史學家”一(yi)(yi)定會對后來的(de)(de)(de)(de)發展大感興趣,看(kan)看(kan)是不(bu)是真的(de)(de)(de)(de)存在(zai)歷史蝴蝶效應。在(zai)某個宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)中,格(ge)魯希(xi)沒(mei)有(you)(you)(you)在(zai)滑鐵盧遲到,而希(xi)特勒(le)沒(mei)有(you)(you)(you)在(zai)敦(dun)刻爾克前下達停止進攻的(de)(de)(de)(de)命令。而在(zai)更多的(de)(de)(de)(de)宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)里,因(yin)為物理常(chang)數(shu)的(de)(de)(de)(de)不(bu)適合,根(gen)本(ben)就(jiu)沒(mei)有(you)(you)(you)生(sheng)命和行(xing)星的(de)(de)(de)(de)存在(zai)。
似乎這(zhe)個結(jie)論(lun)是可以將整個量子力(li)學和相對(dui)論(lun)聯系起來(lai),或者說,是用相對(dui)論(lun)取代了量子力(li)學。
且慢!仔細考(kao)慮一(yi)(yi)(yi)下:每一(yi)(yi)(yi)個電子的(de)跳躍,每一(yi)(yi)(yi)個光子的(de)衍射(she),我在鍵盤上敲打的(de)每一(yi)(yi)(yi)個字(zi)符,都(dou)可以創造一(yi)(yi)(yi)個宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)?那么,自(zi)大(da)爆(bao)炸以來(lai),究竟有(you)多少個宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)被創造出來(lai)了?宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)的(de)數量每秒鐘都(dou)在以駭人聽聞的(de)速度增(zeng)長?這(zhe)個理(li)論(lun)似(si)乎是(shi)要為了解(jie)釋(shi)一(yi)(yi)(yi)個小(xiao)小(xiao)的(de)電子的(de)衍射(she)而(er)興師(shi)動眾的(de)創造一(yi)(yi)(yi)個龐大(da)的(de)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)呀!也沒有(you)任何證(zheng)據能(neng)夠證(zheng)明這(zhe)個理(li)論(lun),這(zhe)個理(li)論(lun)的(de)成本太高了。
量(liang)子(zi)力(li)學(xue)(xue)作為20世紀最有突破(po)的(de)科(ke)(ke)學(xue)(xue)成(cheng)就之(zhi)(zhi)一(yi),也是最具爭(zheng)議的(de)科(ke)(ke)學(xue)(xue)之(zhi)(zhi)一(yi)。“薛定(ding)諤(e)的(de)貓”很好的(de)闡述(shu)了(le)這一(yi)現狀。人(ren)們不(bu)能(neng)(neng)接(jie)受量(liang)子(zi)力(li)學(xue)(xue)是因為它(ta)的(de)不(bu)確定(ding)性。對于(yu)傳(chuan)統的(de)物理(li)(li)學(xue)(xue)來說(shuo),只(zhi)要找(zhao)到了(le)事(shi)物之(zhi)(zhi)間(jian)相關的(de)聯系,就能(neng)(neng)在每(mei)(mei)時(shi)每(mei)(mei)刻確定(ding),事(shi)物之(zhi)(zhi)間(jian)相關的(de)物理(li)(li)數(shu)據,比如說(shuo),物體(ti)(ti)運行距離等于(yu)物體(ti)(ti)的(de)速度乘以物體(ti)(ti)運行的(de)時(shi)間(jian),只(zhi)要知道物體(ti)(ti)的(de)速度,你每(mei)(mei)時(shi)每(mei)(mei)刻都(dou)能(neng)(neng)計(ji)算(suan)出(chu)物體(ti)(ti)運行了(le)多(duo)遠,然(ran)而海森堡提(ti)出(chu)的(de)量(liang)子(zi)不(bu)確定(ding)性原理(li)(li)使(shi)得(de)你無法預知一(yi)個微觀粒(li)子(zi)未(wei)來的(de)狀態。正如愛因斯坦所說(shuo)的(de):上帝不(bu)玩骰子(zi),但是量(liang)子(zi)力(li)學(xue)(xue)讓我們不(bu)得(de)不(bu)相信,上帝似乎(hu)是玩骰子(zi)的(de)。