薛定(ding)(ding)諤(e)的(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)(英文名稱(cheng):Schr?dinger’s Cat)是(shi)奧地利著(zhu)名物(wu)理學家(jia)薛定(ding)(ding)諤(e)(Erwin Schr?dinger,1887年(nian)8月12日(ri)~1961年(nian)1月4日(ri))提出的(de)(de)一個思想實驗(yan),是(shi)指將一只貓(mao)(mao)(mao)關(guan)在(zai)裝(zhuang)有少量(liang)鐳和氰(qing)化物(wu)的(de)(de)密閉容(rong)器里。鐳的(de)(de)衰變(bian)存(cun)在(zai)幾率,如果鐳發(fa)(fa)(fa)生衰變(bian),會(hui)觸發(fa)(fa)(fa)機關(guan)打(da)碎裝(zhuang)有氰(qing)化物(wu)的(de)(de)瓶子,貓(mao)(mao)(mao)就會(hui)死(si)(si);如果鐳不(bu)發(fa)(fa)(fa)生衰變(bian),貓(mao)(mao)(mao)就存(cun)活。根據量(liang)子力學理論,由于放射(she)性的(de)(de)鐳處(chu)于衰變(bian)和沒有衰變(bian)兩種狀態的(de)(de)疊加(jia),貓(mao)(mao)(mao)就理應(ying)處(chu)于死(si)(si)貓(mao)(mao)(mao)和活貓(mao)(mao)(mao)的(de)(de)疊加(jia)狀態。這只既(ji)死(si)(si)又活的(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)就是(shi)所謂(wei)的(de)(de)“薛定(ding)(ding)諤(e)貓(mao)(mao)(mao)”。但是(shi),不(bu)可能存(cun)在(zai)既(ji)死(si)(si)又活的(de)(de)貓(mao)(mao)(mao),則必須(xu)在(zai)打(da)開(kai)容(rong)器后才知道(dao)結果。該實驗(yan)試圖從宏觀尺度(du)(du)闡述微觀尺度(du)(du)的(de)(de)量(liang)子疊加(jia)原理的(de)(de)問(wen)題(ti),巧(qiao)妙地把微觀物(wu)質(zhi)在(zai)觀測(ce)后是(shi)粒子還是(shi)波(bo)的(de)(de)存(cun)在(zai)形(xing)式(shi)和宏觀的(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)聯(lian)系起來,以(yi)此求證(zheng)觀測(ce)介入(ru)時量(liang)子的(de)(de)存(cun)在(zai)形(xing)式(shi)。隨著(zhu)量(liang)子物(wu)理學的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展,薛定(ding)(ding)諤(e)的(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)還延伸出了平(ping)行宇宙等物(wu)理問(wen)題(ti)和哲(zhe)學爭議(yi)。
2023年(nian)5月,瑞士蘇(su)黎世聯(lian)邦理工(gong)學院科(ke)學家創建了迄今最重“薛定諤的貓”。
“薛定諤(e)的貓(mao)”是由(you)奧(ao)地(di)利(li)物理學家(jia)薛定諤(e)于(yu)1935年(nian)提(ti)出的有(you)關貓(mao)生死(si)疊加的著名思(si)想實驗,是把微觀領(ling)域的量子(zi)(zi)行為(wei)擴展到(dao)宏(hong)觀世界的推演。這里必須(xu)要認識(shi)量子(zi)(zi)行為(wei)的一(yi)個現(xian)象——觀測。微觀物質有(you)不(bu)同的存在(zai)形式,即粒子(zi)(zi)和(he)波(bo)。通常(chang),微觀物質以(yi)波(bo)的疊加混沌(dun)態存在(zai);一(yi)旦觀測后,它們(men)立刻選(xuan)擇(ze)成(cheng)為(wei)粒子(zi)(zi)。實驗是這樣的,在(zai)一(yi)個盒子(zi)(zi)里有(you)一(yi)只貓(mao),以(yi)及少量放射性物質。之(zhi)后,有(you)50%的概率放射性物質將會(hui)(hui)衰變并釋放出毒氣殺死(si)這只貓(mao),同時有(you)50%的概率放射性物質不(bu)會(hui)(hui)衰變而貓(mao)將活下來(lai)。
根據經典(dian)物理(li)(li)(li)學(xue),在(zai)盒子(zi)(zi)里(li)(li)必將發生(sheng)這兩個結(jie)果之一(yi),而(er)外部觀測者只有打開(kai)盒子(zi)(zi)才能知道里(li)(li)面(mian)的(de)結(jie)果。在(zai)量子(zi)(zi)的(de)世界(jie)里(li)(li),當盒子(zi)(zi)處于關閉狀態(tai),整(zheng)個系統則(ze)一(yi)直保(bao)持不確定性(xing)的(de)波態(tai),即貓生(sheng)死疊加。貓到底是死是活必須在(zai)盒子(zi)(zi)打開(kai)后,外部觀測者觀測時,物質以粒子(zi)(zi)形式表現(xian)后才能確定。這項實(shi)驗旨(zhi)在(zai)論證量子(zi)(zi)力(li)學(xue)對微(wei)觀粒子(zi)(zi)世界(jie)超乎(hu)常理(li)(li)(li)的(de)認(ren)識和理(li)(li)(li)解,可這使微(wei)觀不確定原理(li)(li)(li)變成了宏觀不確定原理(li)(li)(li),客(ke)觀規律不以人的(de)意志為轉移,貓既(ji)活又死違背了邏(luo)輯思(si)維。
薛定諤的(de)貓(Schr?dinger's Cat)是關于量(liang)子理論的(de)一個(ge)思想(xiang)實驗(yan)。
盡管量子(zi)論的(de)(de)誕(dan)生已(yi)經過(guo)了(le)一個(ge)世紀(ji)(ji),其輝煌鼎盛與繁榮也(ye)過(guo)了(le)半(ban)個(ge)世紀(ji)(ji)。量子(zi)理(li)論曾經引起的(de)(de)困惑(huo)(huo)直到(dao)21世紀(ji)(ji)仍困惑(huo)(huo)著人們。正如玻爾的(de)(de)名言:“誰要是第一次聽到(dao)量子(zi)理(li)論時沒有發(fa)火,那他(ta)一定(ding)沒聽懂。”薛定(ding)諤的(de)(de)貓是諸(zhu)多量子(zi)困惑(huo)(huo)中有代表性的(de)(de)一個(ge)。
薛(xue)定諤(e)嘗試著用一個思想實驗來(lai)檢驗量子(zi)理(li)論隱含(han)的(de)不確定之處。
設(she)想在一(yi)個(ge)封閉的(de)(de)(de)(de)(de)匣子(zi)(zi)里,有(you)一(yi)只活(huo)貓(mao)(mao)及(ji)一(yi)瓶毒藥(yao)(yao)。當(dang)(dang)衰(shuai)(shuai)(shuai)變(bian)發生(sheng)(sheng)時,藥(yao)(yao)瓶被(bei)打破,貓(mao)(mao)將被(bei)毒死。按照常(chang)識,貓(mao)(mao)可能(neng)(neng)(neng)(neng)死了也可能(neng)(neng)(neng)(neng)還活(huo)著(zhu)。毒藥(yao)(yao)瓶上有(you)一(yi)個(ge)錘子(zi)(zi),錘子(zi)(zi)由一(yi)個(ge)電子(zi)(zi)開關控(kong)制,電子(zi)(zi)開關由放(fang)射性(xing)原子(zi)(zi)控(kong)制。如果(guo)原子(zi)(zi)核衰(shuai)(shuai)(shuai)變(bian),則放(fang)出阿爾法(fa)粒子(zi)(zi),觸動電子(zi)(zi)開關,錘子(zi)(zi)落下,砸碎毒藥(yao)(yao)瓶,釋放(fang)出里面的(de)(de)(de)(de)(de)氰化物氣體,貓(mao)(mao)必(bi)死無疑。原子(zi)(zi)核的(de)(de)(de)(de)(de)衰(shuai)(shuai)(shuai)變(bian)是隨機事件,物理(li)學(xue)(xue)家所(suo)(suo)能(neng)(neng)(neng)(neng)精確知(zhi)道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)只是半衰(shuai)(shuai)(shuai)期(qi)——衰(shuai)(shuai)(shuai)變(bian)一(yi)半所(suo)(suo)需(xu)要的(de)(de)(de)(de)(de)時間。如果(guo)一(yi)種放(fang)射性(xing)元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)半衰(shuai)(shuai)(shuai)期(qi)是一(yi)天(tian)(tian),則過(guo)一(yi)天(tian)(tian),該元素(su)就(jiu)少(shao)了一(yi)半,再過(guo)一(yi)天(tian)(tian),就(jiu)少(shao)了剩(sheng)下的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)半。物理(li)學(xue)(xue)家卻無法(fa)知(zhi)道(dao),它(ta)(ta)在什(shen)么(me)時候衰(shuai)(shuai)(shuai)變(bian),上午,還是下午。當(dang)(dang)然,物理(li)學(xue)(xue)家知(zhi)道(dao)它(ta)(ta)在上午或(huo)下午衰(shuai)(shuai)(shuai)變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)幾率——也就(jiu)是貓(mao)(mao)在上午或(huo)者下午死亡的(de)(de)(de)(de)(de)幾率。如果(guo)我(wo)(wo)(wo)們不(bu)(bu)揭開密室的(de)(de)(de)(de)(de)蓋子(zi)(zi),根據我(wo)(wo)(wo)們在日常(chang)生(sheng)(sheng)活(huo)中的(de)(de)(de)(de)(de)經驗,可以認定,貓(mao)(mao)或(huo)者死,或(huo)者活(huo)。這是它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)兩種本(ben)征(zheng)態(tai)。如果(guo)我(wo)(wo)(wo)們用(yong)薛定諤方程來描述薛定諤貓(mao)(mao),則只能(neng)(neng)(neng)(neng)說(shuo),它(ta)(ta)處于一(yi)種活(huo)與(yu)不(bu)(bu)活(huo)的(de)(de)(de)(de)(de)疊(die)加(jia)態(tai)。我(wo)(wo)(wo)們只有(you)在揭開蓋子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)瞬間,才能(neng)(neng)(neng)(neng)確切地知(zhi)道(dao)貓(mao)(mao)是死是活(huo)。此時,貓(mao)(mao)構成的(de)(de)(de)(de)(de)波函數(shu)由疊(die)加(jia)態(tai)立即收縮到某一(yi)個(ge)本(ben)征(zheng)態(tai)。
量子理論認為(wei)(wei),如(ru)果沒(mei)有揭開(kai)蓋子,進行觀(guan)察,我們永遠也不(bu)知(zhi)道貓(mao)是死是活,它將永遠處于(yu)既死又(you)活的疊加態,可這使(shi)微觀(guan)不(bu)確(que)定原理變成了宏觀(guan)不(bu)確(que)定原理,客觀(guan)規律(lv)不(bu)以人的意志(zhi)為(wei)(wei)轉移,貓(mao)既活又(you)死違背了邏輯思(si)維。
薛(xue)定諤挖苦說,按照量子(zi)力學(xue)(xue)的(de)解(jie)釋,容器中的(de)貓(mao)處于(yu)“死(si)-活疊加(jia)(jia)態”——既死(si)了(le)又活著。要等(deng)到打開容器看貓(mao)一眼(yan)才決定其生死(si)。(請(qing)注意,不是發現(xian)而(er)是決定,僅僅看一眼(yan)就足以(yi)致命。)正(zheng)像(xiang)哈姆雷特王(wang)子(zi)(引(yin)用自莎士比亞的(de)名言)所(suo)說:“生存還是死(si)亡,這(zhe)是一個問題。”只有(you)當你打開盒子(zi)的(de)時候,疊加(jia)(jia)態突然結束(在(zai)數學(xue)(xue)術語就是“波函數坍縮(collapse)”,哈姆雷特王(wang)子(zi)的(de)猶(you)豫才終于(yu)結束,我們知道了(le)貓(mao)的(de)確定態——死(si),或者活。
哥本哈(ha)根的(de)(de)幾率(lv)詮(quan)釋(shi)的(de)(de)優點:只(zhi)出(chu)現一(yi)個結果,這與(yu)我們觀測到的(de)(de)結果相符(fu)合(he)。有一(yi)個大的(de)(de)問題,它要求波函數突然坍(tan)縮(suo),可物理學(xue)中沒有一(yi)個公式(shi)能夠描述這種坍(tan)縮(suo)。盡管(guan)如此,長(chang)期以來物理學(xue)家們出(chu)于或許(xu)實(shi)用主義(yi)的(de)(de)考慮(lv),還是接受了哥本哈(ha)根的(de)(de)詮(quan)釋(shi)。付出(chu)的(de)(de)代價,違反了薛定諤方程。這就(jiu)難怪薛定諤一(yi)直耿耿于懷了。
思想實驗(yan)告訴我(wo)們:除(chu)非(fei)進行(xing)觀(guan)測(ce),否則一切都不(bu)(bu)(bu)(bu)是確(que)定(ding)的(de)(de)(de),可這(zhe)(zhe)使微觀(guan)不(bu)(bu)(bu)(bu)確(que)定(ding)原(yuan)理(li)(li)(li)(li)(li)變成了(le)(le)宏觀(guan)不(bu)(bu)(bu)(bu)確(que)定(ding)原(yuan)理(li)(li)(li)(li)(li),客觀(guan)規(gui)律不(bu)(bu)(bu)(bu)以人的(de)(de)(de)意志為轉移(yi),貓既活又死(si)(si)違(wei)背(bei)了(le)(le)邏(luo)輯思維。愛(ai)因(yin)斯(si)坦(tan)和少數非(fei)主流(liu)派(pai)物理(li)(li)(li)(li)(li)學家拒絕接(jie)受由波(bo)爾及其同(tong)事(shi)創立的(de)(de)(de)理(li)(li)(li)(li)(li)論結(jie)果。量子(zi)力學告訴我(wo)們,存在(zai)(zai)一個中間(jian)(jian)態,貓既不(bu)(bu)(bu)(bu)死(si)(si)也不(bu)(bu)(bu)(bu)活,直到進行(xing)觀(guan)察看(kan)看(kan)發生了(le)(le)什么。愛(ai)因(yin)斯(si)坦(tan)認為,量子(zi)力學只不(bu)(bu)(bu)(bu)過(guo)是對原(yuan)子(zi)及亞原(yuan)子(zi)粒子(zi)行(xing)為的(de)(de)(de)一個合(he)理(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)描述,這(zhe)(zhe)是一種(zhong)唯象理(li)(li)(li)(li)(li)論,它本身(shen)不(bu)(bu)(bu)(bu)是終(zhong)極真理(li)(li)(li)(li)(li)。他說(shuo)(shuo)過(guo)一句名言:“上帝不(bu)(bu)(bu)(bu)會擲骰子(zi)。”他不(bu)(bu)(bu)(bu)承認薛定(ding)諤(e)的(de)(de)(de)貓的(de)(de)(de)非(fei)本征態之說(shuo)(shuo),認為一定(ding)有(you)一個內(nei)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)機(ji)制組(zu)成了(le)(le)事(shi)物的(de)(de)(de)真實本性。愛(ai)因(yin)斯(si)坦(tan)花了(le)(le)數年時間(jian)(jian)企(qi)圖設計(ji)一個實驗(yan)來檢驗(yan)這(zhe)(zhe)種(zhong)內(nei)在(zai)(zai)真實性是否確(que)在(zai)(zai)起作用,但沒有(you)完成這(zhe)(zhe)種(zhong)設計(ji)就去世了(le)(le)。
哥本哈(ha)根詮(quan)(quan)(quan)釋在很長的(de)一(yi)段時(shi)間成了正統的(de)、標準的(de)詮(quan)(quan)(quan)釋。那只不(bu)死不(bu)活(huo)的(de)貓卻總是像惡夢一(yi)樣(yang)讓(rang)物(wu)理(li)學家們不(bu)得安寧(ning)。格利賓在《尋找(zhao)薛定諤的(de)貓》中想告訴(su)我們,哥本哈(ha)根詮(quan)(quan)(quan)釋在哪兒失敗?以(yi)及用什(shen)么詮(quan)(quan)(quan)釋可(ke)以(yi)替代(dai)它?
1957年(nian),休(xiu)·埃弗萊(lai)特提出的(de)“多(duo)世(shi)界詮釋(shi)”似乎為人(ren)們(men)帶來了(le)福音(yin),由(you)于它太離奇開始沒有(you)人(ren)認真對待。格利賓認為,多(duo)世(shi)界詮釋(shi)有(you)許多(duo)優點,由(you)此(ci)它可以代替(ti)哥(ge)本(ben)哈根詮釋(shi)。我(wo)們(men)下面簡單介(jie)紹一下休(xiu)·埃弗萊(lai)特的(de)多(duo)世(shi)界詮釋(shi)。
格利(li)賓在書中(zhong)(zhong)(zhong)寫道:“埃弗萊(lai)特……指出兩只(zhi)貓(mao)都是真實(shi)的(de)(de)。有(you)一(yi)只(zhi)活貓(mao),有(you)一(yi)只(zhi)死貓(mao),它(ta)們位于(yu)不(bu)同的(de)(de)世界(jie)中(zhong)(zhong)(zhong)。問題并不(bu)在于(yu)盒(he)子中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)放射性原(yuan)子是否衰(shuai)變,而在于(yu)它(ta)既衰(shuai)變又不(bu)衰(shuai)變。當我們向(xiang)盒(he)子里(li)看時,整(zheng)個(ge)世界(jie)分(fen)裂(lie)成它(ta)自己的(de)(de)兩個(ge)版(ban)本。這兩個(ge)版(ban)本在其余的(de)(de)各個(ge)方面(mian)都是全(quan)同的(de)(de)。區別只(zhi)是在于(yu)其中(zhong)(zhong)(zhong)一(yi)個(ge)版(ban)本中(zhong)(zhong)(zhong),原(yuan)子衰(shuai)變了,貓(mao)死了;而在另(ling)一(yi)個(ge)版(ban)本中(zhong)(zhong)(zhong),原(yuan)子沒有(you)衰(shuai)變,貓(mao)還活著。”
也就(jiu)是說,上面(mian)說的(de)(de)(de)“原子(zi)(zi)衰變(bian)了(le),貓(mao)死了(le);原子(zi)(zi)沒有衰變(bian),貓(mao)還(huan)(huan)活著”這兩(liang)(liang)個世界(jie)將完全(quan)相互(hu)獨(du)立(li)地(di)演(yan)變(bian)下去,就(jiu)像兩(liang)(liang)個平行的(de)(de)(de)世界(jie)一樣(yang)。格(ge)利賓顯(xian)然十分贊(zan)賞(shang)這一詮(quan)釋,故(gu)他接著說:“這聽起(qi)來就(jiu)像科幻小說,然而……它(ta)是基于無懈可擊(ji)的(de)(de)(de)數學方程,基于量子(zi)(zi)力學樸實(shi)的(de)(de)(de)、自洽的(de)(de)(de)、符合(he)邏輯的(de)(de)(de)結果。”“在量子(zi)(zi)的(de)(de)(de)多世界(jie)中,我(wo)們通過參與而選擇出自己(ji)的(de)(de)(de)道(dao)路(lu)。在我(wo)們生活的(de)(de)(de)這個世界(jie)上,沒有隱(yin)變(bian)量,上帝(di)不(bu)會(hui)擲骰子(zi)(zi),一切都是真實(shi)的(de)(de)(de)。”按格(ge)利賓所(suo)說,愛(ai)因斯坦如果還(huan)(huan)活著,他也許會(hui)同(tong)意并大大地(di)贊(zan)揚這一個“沒有隱(yin)變(bian)量,上帝(di)不(bu)會(hui)擲骰子(zi)(zi)”的(de)(de)(de)理論。
這個詮釋的(de)(de)(de)優點:薛定諤方程始終成(cheng)立,波函數從不坍(tan)縮,由此(ci)它簡化了基本理論(lun)。它的(de)(de)(de)問題設想過于離奇,付(fu)出(chu)的(de)(de)(de)代價是這些平行的(de)(de)(de)世界全都是同樣真實的(de)(de)(de)。這就難(nan)怪有人說:“在科(ke)學史上,多世界詮釋無疑是目前所(suo)提出(chu)的(de)(de)(de)最(zui)大膽(dan)、最(zui)野(ye)心勃勃的(de)(de)(de)理論(lun)。”
1996年(nian)5月,美(mei)國(guo)科羅(luo)拉(la)多州(zhou)博(bo)爾(er)德的(de)(de)國(guo)家標準與(yu)技術研(yan)究所(suo)(NIST)的(de)(de)Monroe等人(ren)用(yong)單個(ge)(ge)鈹(pi)離(li)子做成了“薛定諤(e)的(de)(de)貓”并(bing)拍下(xia)了快照(zhao),發(fa)現(xian)鈹(pi)離(li)子在(zai)第一個(ge)(ge)空間位(wei)置上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)處(chu)(chu)于(yu)自旋(xuan)向(xiang)(xiang)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)狀態(tai),而同(tong)時又(you)在(zai)第二個(ge)(ge)空間位(wei)置上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)處(chu)(chu)于(yu)自旋(xuan)向(xiang)(xiang)下(xia)的(de)(de)狀態(tai),而這(zhe)兩個(ge)(ge)狀態(tai)相(xiang)(xiang)距(ju)80納米之遙!(1納米等于(yu)1毫微米)——這(zhe)在(zai)原子尺(chi)度上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)是一個(ge)(ge)巨大的(de)(de)距(ju)離(li)。想像(xiang)這(zhe)個(ge)(ge)鈹(pi)離(li)子是個(ge)(ge)通靈大師,他(ta)(ta)在(zai)紐(niu)約與(yu)喜馬拉(la)雅同(tong)時現(xian)身,一個(ge)(ge)他(ta)(ta)正(zheng)從摩天樓(lou)頂往(wang)下(xia)跳傘;而另一個(ge)(ge)他(ta)(ta)則正(zheng)爬上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)雪山之巔!——量子的(de)(de)這(zhe)種“化身博(bo)士”特點,物理學上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)稱“量子相(xiang)(xiang)干性”。
在(zai)(zai)實驗(yan)中,無論是(shi)多(duo)少(shao)概率存(cun)活(huo)或者死亡(wang),相對于觀測(ce)者來說,在(zai)(zai)未(wei)觀測(ce)之(zhi)前,都存(cun)在(zai)(zai)不(bu)確(que)定性,即其存(cun)在(zai)(zai)疊加態。但將參考系建立(li)在(zai)(zai)實驗(yan)對象貓身上(shang),其結果已(yi)經確(que)定,是(shi)客觀存(cun)在(zai)(zai)的(de),并非以外界觀測(ce)者是(shi)否觀測(ce)而決定其真實的(de)結果。
分析上述后得出(chu)思考(kao),貓(mao)和外(wai)界觀(guan)測者構成兩(liang)個(ge)相(xiang)對(dui)的參考(kao)系(xi),實驗(yan)開啟(qi)后,以(yi)貓(mao)為(wei)參考(kao)系(xi)時,其結果(guo)狀態(tai)為(wei)客觀(guan)真實確定(ding);而以(yi)外(wai)界觀(guan)測者為(wei)參考(kao)系(xi)時,貓(mao)存在(zai)疊(die)加(jia)態(tai),這(zhe)種疊(die)加(jia)態(tai)不是客觀(guan)結果(guo),而是從(cong)未被觀(guan)測的狀態(tai)現(xian)象。
為(wei)了更直觀(guan)的(de)理解,將(jiang)實驗過程視(shi)作事(shi)件(jian)(jian),當所選參考(kao)系不(bu)同時(shi),其不(bu)能等同于一個事(shi)件(jian)(jian)。當選取以貓為(wei)參考(kao)系時(shi),命名為(wei)A事(shi)件(jian)(jian),A事(shi)件(jian)(jian)結束狀態(tai)即貓參考(kao)系的(de)狀態(tai);當選取以外界觀(guan)測者時(shi),命名為(wei)B事(shi)件(jian)(jian),未觀(guan)測時(shi),B事(shi)件(jian)(jian)尚未結束,其處(chu)于疊(die)加態(tai)。觀(guan)測后,B事(shi)件(jian)(jian)結束,疊(die)加態(tai)坍縮,呈現其最(zui)終狀態(tai)。
埃爾溫·薛(xue)(xue)定諤在(zai)20世(shi)紀20年(nian)代中期創(chuang)立了被稱為量子(zi)力學分支(zhi)中的(de)一(yi)個方程。后來被稱之為薛(xue)(xue)定諤現六光(guang)子(zi)薛(xue)(xue)定諤貓態
方(fang)程:▽2ψ(x,y,z)+(8π2m/h2)[E-U(x,y,z)]ψ(x,y,z)=0
量(liang)子(zi)(zi)理(li)(li)論(lun)是20世紀科學的重(zhong)大進展之(zhi)一,由(you)于量(liang)子(zi)(zi)力學對傳統(tong)觀(guan)念(nian)所帶(dai)來的巨大沖(chong)擊,連“量(liang)子(zi)(zi)”的提(ti)出者在內的科學家都(dou)想(xiang)盡(jin)各種辦法拒絕它,或做(zuo)出各種調和性的解釋(shi)。事實上,薛定(ding)諤就被量(liang)子(zi)(zi)力學的結果(guo)弄(nong)得心神不(bu)安,他不(bu)喜歡波粒二(er)象(xiang)性的二(er)元解釋(shi)以及波的統(tong)計解釋(shi),試圖建立一個(ge)只(zhi)用波來解釋(shi)的理(li)(li)論(lun)。
美國科學家(jia)宣布,他們成(cheng)功讓(rang)6個鈹離子(zi)系統(tong)實現了自旋(xuan)方(fang)向完全(quan)相反的宏觀量子(zi)疊加(jia)態,也就是量子(zi)力學理論(lun)中的“薛定諤(e)貓”態。
根據量子(zi)力學(xue)理(li)(li)論,物質(zhi)在微(wei)觀尺度上存(cun)在兩(liang)種完(wan)全相反(fan)狀態(tai)并存(cun)的(de)(de)奇特狀況,這被稱為(wei)有效的(de)(de)相干疊(die)加(jia)態(tai)。由(you)大量微(wei)觀粒子(zi)組(zu)成的(de)(de)宏觀世界是否也(ye)遵循量子(zi)疊(die)加(jia)原理(li)(li)?奧地利物理(li)(li)學(xue)家薛定諤為(wei)此在1935年(nian)提出著名的(de)(de)“薛定諤貓(mao)”佯謬。
“薛定(ding)諤(e)貓(mao)”佯(yang)謬假設了這樣一種情(qing)況,將一只(zhi)貓(mao)關在(zai)裝(zhuang)有(you)少量鐳和(he)氰(qing)化物(wu)的密閉容器里(li)。鐳的衰(shuai)變(bian)存(cun)在(zai)幾(ji)率,如果(guo)鐳發生衰(shuai)變(bian),會觸發機關打碎裝(zhuang)有(you)氰(qing)化物(wu)的瓶子,貓(mao)就(jiu)(jiu)會死(si);如果(guo)鐳不(bu)發生衰(shuai)變(bian),貓(mao)就(jiu)(jiu)存(cun)活。根據量子力學(xue)理論,由于(yu)(yu)放(fang)射(she)性的鐳處于(yu)(yu)衰(shuai)變(bian)和(he)沒有(you)衰(shuai)變(bian)兩種狀(zhuang)態(tai)的疊(die)(die)加(jia),貓(mao)就(jiu)(jiu)理應處于(yu)(yu)死(si)貓(mao)和(he)活貓(mao)的疊(die)(die)加(jia)狀(zhuang)態(tai)。這只(zhi)既死(si)又活的貓(mao)就(jiu)(jiu)是所(suo)謂的“薛定(ding)諤(e)貓(mao)”。
顯然,既死又活的(de)(de)貓(mao)(mao)是荒謬的(de)(de),可這使微(wei)觀(guan)不(bu)(bu)確定(ding)(ding)(ding)原理變成(cheng)了(le)宏(hong)觀(guan)不(bu)(bu)確定(ding)(ding)(ding)原理,客觀(guan)規律不(bu)(bu)以人的(de)(de)意志為轉移(yi),貓(mao)(mao)既活又死違背了(le)邏輯思維。薛定(ding)(ding)(ding)諤想要借(jie)此闡述的(de)(de)物理問題,宏(hong)觀(guan)世(shi)界是否也(ye)遵從(cong)適(shi)用(yong)于(yu)微(wei)觀(guan)尺(chi)度的(de)(de)量(liang)子(zi)疊加原理。“薛定(ding)(ding)(ding)諤貓(mao)(mao)”佯謬巧妙地(di)把微(wei)觀(guan)放射(she)源和宏(hong)觀(guan)的(de)(de)貓(mao)(mao)聯系起來,旨在否定(ding)(ding)(ding)宏(hong)觀(guan)世(shi)界存在量(liang)子(zi)疊加態(tai)(tai)。然而隨著(zhu)量(liang)子(zi)力學(xue)的(de)(de)發展,科學(xue)家已先后通過各種(zhong)方案獲得(de)了(le)宏(hong)觀(guan)量(liang)子(zi)疊加態(tai)(tai)。此前,科學(xue)家最多使4個離子(zi)或5個光子(zi)達到“薛定(ding)(ding)(ding)諤貓(mao)(mao)”態(tai)(tai)。如(ru)何使更(geng)多粒(li)子(zi)構成(cheng)的(de)(de)系統達到這種(zhong)狀態(tai)(tai)并保存更(geng)長時間(jian),已成(cheng)為實驗物理學(xue)的(de)(de)一大(da)挑戰。
美國(guo)國(guo)家標準和(he)技術研究所(suo)的萊(lai)布弗里特等人(ren)在(zai)(zai)最(zui)(zui)新一期(qi)《自(zi)然》雜(za)志上稱,他們已實現擁有粒子較多而且持(chi)續時(shi)間最(zui)(zui)長的“薛(xue)定諤貓”態。實驗中(zhong),研究人(ren)員(yuan)將鈹離(li)子每隔若干(gan)微米“固定”在(zai)(zai)電(dian)磁(ci)場(chang)阱中(zhong),然后用激光使(shi)鈹離(li)子冷卻到接近絕對零度,并分(fen)三步操縱這(zhe)些離(li)子的運動。為了讓盡(jin)可(ke)(ke)能多的粒子在(zai)(zai)盡(jin)可(ke)(ke)能長的時(shi)間里實現“薛(xue)定諤貓”態,研究人(ren)員(yuan)一方(fang)面提高激光的冷卻效率,另一方(fang)面使(shi)電(dian)磁(ci)場(chang)阱盡(jin)可(ke)(ke)能多地吸(xi)收(shou)離(li)子振(zhen)動發出(chu)的熱量(liang)。最(zui)(zui)終,他們使(shi)6個(ge)鈹離(li)子在(zai)(zai)50微秒內同(tong)時(shi)順(shun)時(shi)針自(zi)旋(xuan)和(he)逆時(shi)針自(zi)旋(xuan),實現了兩種(zhong)相反量(liang)子態的等量(liang)疊加糾纏,也就是“薛(xue)定諤貓”態。
奧地利(li)因(yin)斯布魯克大(da)學的(de)研究人(ren)員也在同期《自然》雜(za)志(zhi)上報(bao)告說,他們在8個離子的(de)系統中實現了“薛定(ding)諤(e)貓”態,維持時間(jian)稍短。
2023年5月(yue),瑞士蘇黎世聯(lian)邦理(li)工學院科學家讓一個“體重”為16微克(質量(liang)為原子(zi)或(huo)分子(zi)的幾十(shi)億倍)的微小晶體處于兩個振(zhen)蕩狀態的疊加態,創建(jian)了迄(qi)今最重“薛定諤的貓(mao)”。
科學(xue)家稱,“薛定(ding)諤貓”態不僅具有(you)理(li)論研究意義,也有(you)實際應(ying)用的(de)潛力(li)。比(bi)如(ru),多粒子(zi)的(de)“薛定(ding)諤貓”態系統可以作(zuo)為未(wei)來高容錯量(liang)子(zi)計算機的(de)核心部件,也可以用來制造極其靈敏(min)的(de)傳感器以及原子(zi)鐘、干涉儀等精(jing)密測量(liang)裝備。
量子派后來有一(yi)個被哄傳得很廣的(de)論調說
“當(dang)(dang)我們(men)不(bu)觀察時,月(yue)(yue)(yue)亮是(shi)不(bu)存(cun)在的(de)(de)(de)(de)”,這(zhe)(zhe)稍稍偏離了本意,準確(que)(que)來(lai)說,因為月(yue)(yue)(yue)亮也(ye)是(shi)由不(bu)確(que)(que)定的(de)(de)(de)(de)粒(li)(li)子組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)(de),所(suo)以(yi)如(ru)果我們(men)轉過(guo)(guo)頭不(bu)去(qu)看月(yue)(yue)(yue)亮,那一(yi)大(da)堆粒(li)(li)子就開(kai)始按照波函數(shu)彌散(san)開(kai)去(qu)。于是(shi)乎,月(yue)(yue)(yue)亮的(de)(de)(de)(de)邊緣開(kai)始顯得模糊而不(bu)確(que)(que)定,它逐漸(jian)“融化(hua)”,變成(cheng)概率(lv)波擴散(san)到周圍的(de)(de)(de)(de)空間(jian)里去(qu)。當(dang)(dang)然這(zhe)(zhe)么大(da)一(yi)個(ge)月(yue)(yue)(yue)亮完全融化(hua)成(cheng)空間(jian)中的(de)(de)(de)(de)概率(lv)是(shi)需要很(hen)(hen)長(chang)很(hen)(hen)長(chang)時間(jian)的(de)(de)(de)(de),不(bu)過(guo)(guo)問題的(de)(de)(de)(de)實質是(shi):要是(shi)不(bu)觀察月(yue)(yue)(yue)亮,它就從確(que)(que)定的(de)(de)(de)(de)狀態(tai)變成(cheng)無數(shu)不(bu)確(que)(que)定的(de)(de)(de)(de)疊加。不(bu)觀察它時,一(yi)個(ge)確(que)(que)定的(de)(de)(de)(de),客觀的(de)(de)(de)(de)月(yue)(yue)(yue)亮是(shi)不(bu)存(cun)在的(de)(de)(de)(de)。但只要一(yi)回(hui)頭,一(yi)輪明月(yue)(yue)(yue)便又高懸空中,似(si)乎什么事也(ye)沒(mei)發生過(guo)(guo)一(yi)樣。但其(qi)實,量子力學(xue)定律將月(yue)(yue)(yue)亮這(zhe)(zhe)種巨大(da)質量的(de)(de)(de)(de)物體的(de)(de)(de)(de)波函數(shu)限(xian)制在很(hen)(hen)小的(de)(de)(de)(de)區域中,所(suo)以(yi)即使(shi)月(yue)(yue)(yue)亮彌散(san)開(kai)去(qu),彌散(san)的(de)(de)(de)(de)程度也(ye)不(bu)是(shi)人(ren)眼能(neng)看出來(lai)的(de)(de)(de)(de)。
測(ce)(ce)不(bu)(bu)準原(yuan)理解釋:測(ce)(ce)量(liang)一(yi)個粒子(zi)(zi)的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)和(he)速度,其辦法是(shi)將光照到(dao)這(zhe)粒子(zi)(zi)上,一(yi)部分光波(bo)被(bei)此(ci)(ci)粒子(zi)(zi)散射(she)開,由(you)此(ci)(ci)指明它的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)。人們(men)不(bu)(bu)可能將粒子(zi)(zi)的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)確(que)(que)定到(dao)到(dao)光的(de)(de)(de)兩個波(bo)峰之間距離更(geng)小(xiao)的(de)(de)(de)程(cheng)度,故必須(xu)用短波(bo)長的(de)(de)(de)光來測(ce)(ce)量(liang),至少要用一(yi)個光量(liang)子(zi)(zi)。這(zhe)量(liang)子(zi)(zi)會(hui)擾動這(zhe)粒子(zi)(zi),并(bing)改變粒子(zi)(zi)的(de)(de)(de)速度,而且位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)測(ce)(ce)量(liang)得(de)越(yue)(yue)準確(que)(que)所需的(de)(de)(de)波(bo)長就(jiu)越(yue)(yue)短,單獨(du)量(liang)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)能量(liang)就(jiu)越(yue)(yue)大,粒子(zi)(zi)的(de)(de)(de)速度就(jiu)被(bei)擾動得(de)越(yue)(yue)厲(li)害(hai)。你對(dui)粒子(zi)(zi)的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)測(ce)(ce)量(liang)得(de)越(yue)(yue)準確(que)(que),對(dui)速度的(de)(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)就(jiu)越(yue)(yue)不(bu)(bu)準確(que)(que)。(月亮不(bu)(bu)觀(guan)測(ce)(ce)時不(bu)(bu)是(shi)不(bu)(bu)存在(zai),量(liang)子(zi)(zi)態在(zai)觀(guan)測(ce)(ce)時由(you)于觀(guan)測(ce)(ce)力(li)的(de)(de)(de)相互作用而使波(bo)函數坍塌為確(que)(que)定值,微觀(guan)粒子(zi)(zi)整(zheng)體呈(cheng)現(xian)規律(lv)性,宏觀(guan)尺度下觀(guan)測(ce)(ce)力(li)幾乎對(dui)其不(bu)(bu)影響(xiang)。)(參考(kao)資(zi)料:史(shi)蒂芬.霍金(jin)所著《時間簡(jian)史(shi)》)
不(bu)能不(bu)承認,這(zhe)聽(ting)起來很(hen)有強烈的(de)(de)(de)(de)主(zhu)觀(guan)唯心論(lun)的(de)(de)(de)(de)味(wei)道(dao),它其實和我們(men)通常(chang)理(li)解的(de)(de)(de)(de)那種哲學理(li)論(lun)有一定(ding)區別,不(bu)過講到這(zhe)里,許多人(ren)(ren)大(da)概都會自然(ran)而然(ran)地(di)想(xiang)起貝(bei)(bei)克(ke)萊(lai)(George Berkeley)主(zhu)教的(de)(de)(de)(de)那句(ju)名言:“存(cun)(cun)在就是被(bei)(bei)感知(zhi)”(拉丁文:Esse Est Percipi)。這(zhe)句(ju)話(hua)要是稍微(wei)改(gai)一改(gai)講成“存(cun)(cun)在就是被(bei)(bei)測(ce)量”,那就和哥本(ben)哈(ha)根派的(de)(de)(de)(de)意(yi)思差(cha)不(bu)離了。貝(bei)(bei)克(ke)萊(lai)在哲學史上的(de)(de)(de)(de)地(di)位(wei)無疑是重要的(de)(de)(de)(de),人(ren)(ren)們(men)通常(chang)樂(le)于(yu)批判他,我們(men)的(de)(de)(de)(de)哥本(ben)哈(ha)根派是否比他走得更(geng)遠(yuan)呢?好歹貝(bei)(bei)克(ke)萊(lai)還認為事物是連續(xu)客觀(guan)地(di)存(cun)(cun)在的(de)(de)(de)(de),因為總有“上帝”在不(bu)停地(di)看著一切。而量子論(lun)?“陛(bi)下,我不(bu)需要上帝這(zhe)個假設”。
與貝克(ke)萊互相輝映的(de)(de)東方(fang)代表大(da)概要(yao)算王(wang)陽明(ming)。他在(zai)(zai)《傳習錄(lu)·下》中也說過一(yi)句有(you)名的(de)(de)話:“你未看(kan)(kan)此(ci)(ci)(ci)(ci)花(hua)時,此(ci)(ci)(ci)(ci)花(hua)與汝同歸于寂;你來看(kan)(kan)此(ci)(ci)(ci)(ci)花(hua)時,則此(ci)(ci)(ci)(ci)花(hua)顏色(se)一(yi)時明(ming)白起來……”如果王(wang)陽明(ming)懂(dong)量(liang)子論,他多半會說:“你未觀(guan)(guan)測(ce)此(ci)(ci)(ci)(ci)花(hua)時,此(ci)(ci)(ci)(ci)花(hua)并未實(shi)在(zai)(zai)地存(cun)在(zai)(zai),按波函數而歸于寂;你來觀(guan)(guan)測(ce)此(ci)(ci)(ci)(ci)花(hua)時,則此(ci)(ci)(ci)(ci)花(hua)波函數發生坍縮,它(ta)的(de)(de)顏色(se)一(yi)時變成明(ming)白的(de)(de)實(shi)在(zai)(zai)……”測(ce)量(liang)即是理(li),測(ce)量(liang)外無理(li)。
究竟是(shi)必然(ran)還是(shi)偶然(ran)決定(ding)了宇宙的(de)(de)(de)命運(yun)?或者說:‘上帝’玩骰子嗎(ma)?這個(ge)是(shi)量子力學和相對(dui)論(lun)最大的(de)(de)(de)爭(zheng)議。量子力學主張,世界是(shi)由不確(que)定(ding)的(de)(de)(de)、隨機的(de)(de)(de)事(shi)件決定(ding),這個(ge)不確(que)定(ding)(后者叫(jiao)波動)其實就是(shi)辯(bian)證法主張的(de)(de)(de)矛盾(dun)運(yun)作;而相對(dui)論(lun)則認(ren)為,世界應(ying)該是(shi)由固定(ding)的(de)(de)(de)、機械的(de)(de)(de)規律(lv)統治,任何看似偶然(ran)的(de)(de)(de)事(shi)件背(bei)后,其實都有(you)必然(ran)在支撐。
關于薛(xue)定諤的(de)(de)(de)(de)貓(mao)(mao),許多非主流科學(xue)家是(shi)(shi)持懷疑態度的(de)(de)(de)(de),他們認(ren)為(wei):這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)(ge)原(yuan)因是(shi)(shi)由“平行宇(yu)宙”(MWI)造成(cheng)的(de)(de)(de)(de),即:當我(wo)們向盒子(zi)里看時,整個(ge)(ge)(ge)(ge)世界分裂成(cheng)它自(zi)己(ji)的(de)(de)(de)(de)兩個(ge)(ge)(ge)(ge)版本(ben)。這(zhe)(zhe)兩個(ge)(ge)(ge)(ge)版本(ben)在(zai)(zai)其余的(de)(de)(de)(de)各個(ge)(ge)(ge)(ge)方面都(dou)是(shi)(shi)全(quan)同的(de)(de)(de)(de)。區(qu)別只是(shi)(shi)在(zai)(zai)于其中(zhong)一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)版本(ben)中(zhong),原(yuan)子(zi)衰(shuai)(shuai)變(bian)了,貓(mao)(mao)死了;而在(zai)(zai)另一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)版本(ben)中(zhong),原(yuan)子(zi)沒(mei)有(you)衰(shuai)(shuai)變(bian),貓(mao)(mao)還(huan)活著。在(zai)(zai)量(liang)子(zi)的(de)(de)(de)(de)多世界中(zhong),我(wo)們通過參與而選擇出自(zi)己(ji)的(de)(de)(de)(de)道路。在(zai)(zai)我(wo)們生活的(de)(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)(ge)世界上(shang),沒(mei)有(you)隱(yin)變(bian)量(liang),上(shang)帝不會擲(zhi)骰子(zi),一(yi)切都(dou)是(shi)(shi)真實的(de)(de)(de)(de)。這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)(ge)觀點還(huan)有(you)更(geng)駭人(ren)聽聞(wen)的(de)(de)(de)(de)假設:量(liang)子(zi)自(zi)殺。
在量(liang)子(zi)(zi)力學(xue)里,量(liang)子(zi)(zi)自殺是(shi)(shi)想法實驗,這(zhe)(zhe)令人(ren)毛骨悚(song)然和啼(ti)笑皆(jie)非的(de)(de)實驗在80年代末由Hans Moravec,Bruno Marchal等人(ren)提出,而又在1998年為宇宙學(xue)家Max Tegmark針對(dui)哥本哈(ha)根“波函數坍縮(suo)”中的(de)(de)“意識怪獸(shou)”,在那篇廣(guang)為人(ren)知的(de)(de)宣(xuan)傳MWI的(de)(de)論文(wen)中所(suo)發展(zhan)和重提。Max Tegmark認為宇宙有多個(ge),量(liang)子(zi)(zi)的(de)(de)不(bu)(bu)確定性被分配到各個(ge)宇宙去,只要從主觀(guan)視(shi)角(jiao)來(lai)看,不(bu)(bu)但一(yi)個(ge)人(ren)永遠無(wu)法完(wan)成自殺,事實上他一(yi)旦(dan)開始(shi)存(cun)(cun)在,就永遠不(bu)(bu)會(hui)消失。總存(cun)(cun)在著一(yi)些量(liang)子(zi)(zi)效應(ying),使(shi)得一(yi)個(ge)人(ren)不(bu)(bu)會(hui)衰老(lao),而按照MWI,這(zhe)(zhe)些非常低(di)的(de)(de)概(gai)率總是(shi)(shi)對(dui)應(ying)于某個(ge)實際(ji)的(de)(de)世界!
在(zai)(zai)一(yi)(yi)(yi)套設備里,利用原(yuan)子衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)來控制(zhi)扣(kou)動一(yi)(yi)(yi)把槍的(de)(de)(de)(de)(de)扳機,我們就可以(yi)觀測(ce)當(dang)一(yi)(yi)(yi)個(ge)人(ren)被打(da)死了(le)(le)(如(ru)果衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)-->開槍)或者(zhe)沒(mei)有(you)(you)(沒(mei)有(you)(you)衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian))。他(ta)(ta)遲早被打(da)死,因(yin)(yin)為隨(sui)著(zhu)原(yuan)子衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)概(gai)率的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加,槍的(de)(de)(de)(de)(de)扳機遲早會(hui)扣(kou)動。但對(dui)當(dang)事人(ren)本身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)角度來說(shuo)完全不是(shi)這(zhe)(zhe)樣。因(yin)(yin)為對(dui)他(ta)(ta)唯一(yi)(yi)(yi)有(you)(you)意(yi)義的(de)(de)(de)(de)(de)就是(shi)“那(nei)些(xie)他(ta)(ta)活(huo)(huo)(huo)著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)世(shi)界(jie)”。永遠都(dou)(dou)會(hui)有(you)(you)一(yi)(yi)(yi)個(ge)他(ta)(ta)活(huo)(huo)(huo)在(zai)(zai)某個(ge)世(shi)界(jie)。如(ru)果平行宇(yu)宙(zhou)理論是(shi)正(zheng)確的(de)(de)(de)(de)(de),那(nei)么(me)對(dui)于某人(ren)來說(shuo),他(ta)(ta)無(wu)論如(ru)何試圖去自殺都(dou)(dou)不會(hui)死。要(yao)(yao)是(shi)他(ta)(ta)拿(na)刀(dao)抹脖(bo)子,那(nei)么(me)因(yin)(yin)為組(zu)成刀(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)一(yi)(yi)(yi)群符合波(bo)動方程的(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)子,所以(yi)總(zong)(zong)有(you)(you)一(yi)(yi)(yi)個(ge)非常(chang)非常(chang)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)可能性,以(yi)某種方式絲毫無(wu)損地穿透了(le)(le)該人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)脖(bo)子,從(cong)而(er)保持該人(ren)不死!當(dang)然(ran)這(zhe)(zhe)個(ge)概(gai)率極小(xiao)極小(xiao),但按照MWI,一(yi)(yi)(yi)切可能發(fa)(fa)(fa)生的(de)(de)(de)(de)(de)都(dou)(dou)實際(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)生了(le)(le),所以(yi)這(zhe)(zhe)個(ge)現象總(zong)(zong)會(hui)發(fa)(fa)(fa)生在(zai)(zai)某個(ge)宇(yu)宙(zhou)!其(qi)實不管(guan)換什么(me)方式自殺都(dou)(dou)一(yi)(yi)(yi)樣,跳樓也(ye)(ye)好(hao)(hao),臥軌也(ye)(ye)好(hao)(hao),上(shang)(shang)吊也(ye)(ye)好(hao)(hao),總(zong)(zong)存(cun)在(zai)(zai)那(nei)么(me)一(yi)(yi)(yi)些(xie)宇(yu)宙(zhou),讓(rang)他(ta)(ta)還活(huo)(huo)(huo)著(zhu)。從(cong)該人(ren)自身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)視角來看(kan),他(ta)(ta)怎么(me)死都(dou)(dou)死不掉!當(dang)然(ran)在(zai)(zai)其(qi)他(ta)(ta)無(wu)窮個(ge)宇(yu)宙(zhou)里,他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)親(qin)朋好(hao)(hao)友卻要(yao)(yao)為他(ta)(ta)哀悼了(le)(le)。這(zhe)(zhe)實際(ji)(ji)上(shang)(shang)也(ye)(ye)是(shi)薛定(ding)諤貓(mao)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個(ge)真人(ren)版(ban)。大家知(zhi)道在(zai)(zai)貓(mao)實驗(yan)里,如(ru)果原(yuan)子衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian),貓(mao)就被毒死,反之則存(cun)活(huo)(huo)(huo)。對(dui)此,哥本哈根派的(de)(de)(de)(de)(de)解釋:在(zai)(zai)我們沒(mei)有(you)(you)觀測(ce)它之前,貓(mao)是(shi)“又死又活(huo)(huo)(huo)”的(de)(de)(de)(de)(de),而(er)觀測(ce)后貓(mao)的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)函數(shu)發(fa)(fa)(fa)生坍縮,貓(mao)要(yao)(yao)么(me)死要(yao)(yao)么(me)活(huo)(huo)(huo)。MWI則聲稱(cheng):每次實驗(yan)必定(ding)同時產生一(yi)(yi)(yi)只活(huo)(huo)(huo)貓(mao)和一(yi)(yi)(yi)只死貓(mao),只不過它們存(cun)在(zai)(zai)于兩個(ge)平行的(de)(de)(de)(de)(de)世(shi)界(jie)中。
這樣一來,薛定(ding)諤的貓(mao)(mao)(mao)也(ye)不必再(zai)為死(si)活(huo)問題困擾。只不過是宇宙分裂(lie)成了(le)兩個,一個有活(huo)貓(mao)(mao)(mao),一個有死(si)貓(mao)(mao)(mao)罷了(le)。對(dui)于那(nei)個活(huo)貓(mao)(mao)(mao)的宇宙,貓(mao)(mao)(mao)是一直(zhi)活(huo)著的,不存在(zai)死(si)活(huo)疊(die)加(jia)的問題。對(dui)于死(si)貓(mao)(mao)(mao)的宇宙,貓(mao)(mao)(mao)在(zai)分裂(lie)的那(nei)一刻就實(shi)實(shi)在(zai)在(zai)地(di)死(si)了(le),不要等人們打(da)開容器才“坍縮”,從(cong)而蓋棺定(ding)論。
從(cong)(cong)宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)誕(dan)生(sheng)以來,已經進(jin)行過無(wu)(wu)數(shu)次(ci)這樣的(de)(de)分(fen)(fen)裂,它的(de)(de)數(shu)量以幾何級數(shu)增長,很快趨于(yu)(yu)無(wu)(wu)窮。我們(men)處于(yu)(yu)的(de)(de)這個宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)只不(bu)過是(shi)(shi)其中(zhong)的(de)(de)一(yi)個,在(zai)(zai)它之外,還有(you)(you)非(fei)常(chang)多的(de)(de)其他的(de)(de)宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)。有(you)(you)些和(he)我們(men)很接近,那(nei)是(shi)(shi)在(zai)(zai)家譜樹上最近剛(gang)剛(gang)分(fen)(fen)離出(chu)來的(de)(de),而(er)那(nei)些從(cong)(cong)遙遠的(de)(de)古代就同(tong)我們(men)分(fen)(fen)道揚鑣的(de)(de)宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)則可能(neng)非(fei)常(chang)不(bu)同(tong)。也許(xu)在(zai)(zai)某(mou)個宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)中(zhong),小行星并未撞擊地球(qiu),恐(kong)龍仍是(shi)(shi)世界主宰。在(zai)(zai)某(mou)個宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)中(zhong),埃及艷后(hou)克(ke)婁帕特拉(la)的(de)(de)鼻子(zi)稍短了一(yi)點,沒(mei)有(you)(you)叫(jiao)凱撒和(he)安東尼怦然(ran)心動(dong)。那(nei)些反對歷史決(jue)定論的(de)(de)“鼻子(zi)派歷史學家”一(yi)定會對后(hou)來的(de)(de)發展大感興趣(qu),看看是(shi)(shi)不(bu)是(shi)(shi)真的(de)(de)存在(zai)(zai)歷史蝴蝶效(xiao)應。在(zai)(zai)某(mou)個宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)中(zhong),格魯希(xi)沒(mei)有(you)(you)在(zai)(zai)滑鐵盧(lu)遲到,而(er)希(xi)特勒沒(mei)有(you)(you)在(zai)(zai)敦刻爾(er)克(ke)前下達停止(zhi)進(jin)攻的(de)(de)命令。而(er)在(zai)(zai)更多的(de)(de)宇(yu)(yu)(yu)宙(zhou)里,因為物理常(chang)數(shu)的(de)(de)不(bu)適合,根本(ben)就沒(mei)有(you)(you)生(sheng)命和(he)行星的(de)(de)存在(zai)(zai)。
似乎這個(ge)結論是可以將整(zheng)個(ge)量子(zi)力(li)學和相(xiang)對(dui)論聯系(xi)起來,或(huo)者說(shuo),是用(yong)相(xiang)對(dui)論取代了(le)量子(zi)力(li)學。
且慢!仔細考(kao)慮一下:每一個(ge)(ge)(ge)電(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)跳躍,每一個(ge)(ge)(ge)光子(zi)的(de)(de)衍(yan)射(she),我在(zai)鍵盤上敲(qiao)打的(de)(de)每一個(ge)(ge)(ge)字符,都可以創造(zao)一個(ge)(ge)(ge)宇(yu)(yu)宙?那么(me),自(zi)大爆炸以來(lai),究竟(jing)有多少個(ge)(ge)(ge)宇(yu)(yu)宙被創造(zao)出(chu)來(lai)了?宇(yu)(yu)宙的(de)(de)數量(liang)每秒(miao)鐘都在(zai)以駭人(ren)聽(ting)聞的(de)(de)速度增長?這(zhe)個(ge)(ge)(ge)理論(lun)(lun)似乎是要為了解釋一個(ge)(ge)(ge)小(xiao)小(xiao)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)衍(yan)射(she)而興師(shi)動眾的(de)(de)創造(zao)一個(ge)(ge)(ge)龐大的(de)(de)宇(yu)(yu)宙呀!也沒有任(ren)何證(zheng)據(ju)能(neng)夠證(zheng)明(ming)這(zhe)個(ge)(ge)(ge)理論(lun)(lun),這(zhe)個(ge)(ge)(ge)理論(lun)(lun)的(de)(de)成本(ben)太高了。
量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)作為20世紀(ji)最(zui)有突破的(de)科學(xue)(xue)成就之(zhi)一,也是最(zui)具(ju)爭議(yi)的(de)科學(xue)(xue)之(zhi)一。“薛定諤的(de)貓”很好的(de)闡述了這一現狀。人們(men)不(bu)能接(jie)受量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)是因(yin)為它(ta)的(de)不(bu)確定性。對于(yu)傳統(tong)的(de)物(wu)理學(xue)(xue)來說(shuo),只要找到了事(shi)物(wu)之(zhi)間相(xiang)關的(de)聯系,就能在每(mei)時(shi)每(mei)刻(ke)確定,事(shi)物(wu)之(zhi)間相(xiang)關的(de)物(wu)理數據,比如說(shuo),物(wu)體(ti)運行(xing)距(ju)離等于(yu)物(wu)體(ti)的(de)速度乘(cheng)以物(wu)體(ti)運行(xing)的(de)時(shi)間,只要知道物(wu)體(ti)的(de)速度,你(ni)(ni)每(mei)時(shi)每(mei)刻(ke)都(dou)能計算(suan)出物(wu)體(ti)運行(xing)了多遠,然(ran)而海森堡提(ti)出的(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)不(bu)確定性原理使(shi)得你(ni)(ni)無法預(yu)知一個微觀粒子(zi)(zi)(zi)未(wei)來的(de)狀態。正如愛(ai)因(yin)斯坦所說(shuo)的(de):上(shang)帝(di)不(bu)玩骰(tou)子(zi)(zi)(zi),但是量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)讓我(wo)們(men)不(bu)得不(bu)相(xiang)信,上(shang)帝(di)似乎是玩骰(tou)子(zi)(zi)(zi)的(de)。