芒果视频下载

薛定諤之貓
#思想實驗# 0 0
薛定諤的貓(Schr?dinger’s Cat)是奧地利著名物理學家薛定諤于1935年提出的有關貓生死疊加的著名思想實驗,是把微觀領域的量子行為擴展到宏觀世界的推演。薛定諤的貓,闡釋了量子物理中“疊加”的概念(即相反的兩種狀態可以同時存在)和不可預測性,被譽為“物理學史上最怪誕的思想實驗”。近年來,不同的物理學家們都對這個實驗進行修改,并建立了一系列的新版本。
詳細介(jie)紹 PROFILE +

薛定諤(e)的(de)(de)(de)(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)(英(ying)文名稱:Schr?dinger’s Cat)是(shi)(shi)奧地利著(zhu)(zhu)名物(wu)理(li)學家薛定諤(e)(Erwin Schr?dinger,1887年8月12日~1961年1月4日)提出的(de)(de)(de)(de)(de)一個思(si)想實(shi)驗(yan),是(shi)(shi)指(zhi)將(jiang)一只(zhi)貓(mao)(mao)(mao)關在(zai)(zai)(zai)裝有少量鐳和(he)(he)氰化物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)閉容器里。鐳的(de)(de)(de)(de)(de)衰(shuai)變存在(zai)(zai)(zai)幾率(lv),如(ru)果鐳發(fa)生(sheng)衰(shuai)變,會觸發(fa)機關打(da)碎裝有氰化物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)瓶子(zi),貓(mao)(mao)(mao)就會死(si)(si)(si);如(ru)果鐳不發(fa)生(sheng)衰(shuai)變,貓(mao)(mao)(mao)就存活。根(gen)據量子(zi)力學理(li)論,由(you)于(yu)放射性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)鐳處于(yu)衰(shuai)變和(he)(he)沒有衰(shuai)變兩種狀態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)疊加(jia),貓(mao)(mao)(mao)就理(li)應處于(yu)死(si)(si)(si)貓(mao)(mao)(mao)和(he)(he)活貓(mao)(mao)(mao)的(de)(de)(de)(de)(de)疊加(jia)狀態(tai)。這只(zhi)既(ji)死(si)(si)(si)又(you)(you)活的(de)(de)(de)(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)就是(shi)(shi)所(suo)謂的(de)(de)(de)(de)(de)“薛定諤(e)貓(mao)(mao)(mao)”。但是(shi)(shi),不可能存在(zai)(zai)(zai)既(ji)死(si)(si)(si)又(you)(you)活的(de)(de)(de)(de)(de)貓(mao)(mao)(mao),則必須在(zai)(zai)(zai)打(da)開容器后(hou)才知道結果。該實(shi)驗(yan)試圖從宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)尺(chi)度(du)闡述微觀(guan)(guan)(guan)尺(chi)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)量子(zi)疊加(jia)原理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)問題,巧妙地把微觀(guan)(guan)(guan)物(wu)質在(zai)(zai)(zai)觀(guan)(guan)(guan)測后(hou)是(shi)(shi)粒子(zi)還是(shi)(shi)波的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)形式(shi)和(he)(he)宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)聯(lian)系(xi)起來,以(yi)此(ci)求證觀(guan)(guan)(guan)測介入時量子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)形式(shi)。隨(sui)著(zhu)(zhu)量子(zi)物(wu)理(li)學的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展,薛定諤(e)的(de)(de)(de)(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)還延伸出了平行宇宙等物(wu)理(li)問題和(he)(he)哲學爭議。

2023年5月(yue),瑞士蘇黎世聯邦理工學院科學家創建(jian)了迄今最重“薛定諤的貓”。

基本概念

“薛(xue)定(ding)諤(e)的(de)(de)貓(mao)(mao)(mao)”是(shi)由奧地(di)利(li)物(wu)(wu)(wu)理學(xue)家薛(xue)定(ding)諤(e)于1935年提出的(de)(de)有(you)(you)(you)關貓(mao)(mao)(mao)生死(si)疊加的(de)(de)著名(ming)思想實驗(yan),是(shi)把微觀(guan)領域(yu)的(de)(de)量子(zi)行(xing)為擴展到宏觀(guan)世界的(de)(de)推演。這里必須(xu)要認(ren)識量子(zi)行(xing)為的(de)(de)一(yi)個(ge)現象——觀(guan)測。微觀(guan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)有(you)(you)(you)不同(tong)的(de)(de)存(cun)在形式,即(ji)粒子(zi)和波。通常(chang),微觀(guan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)以波的(de)(de)疊加混沌態存(cun)在;一(yi)旦觀(guan)測后,它們立(li)刻選(xuan)擇成為粒子(zi)。實驗(yan)是(shi)這樣的(de)(de),在一(yi)個(ge)盒子(zi)里有(you)(you)(you)一(yi)只貓(mao)(mao)(mao),以及少(shao)量放(fang)射性(xing)(xing)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)。之后,有(you)(you)(you)50%的(de)(de)概率放(fang)射性(xing)(xing)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)將會(hui)衰(shuai)變并釋放(fang)出毒氣殺死(si)這只貓(mao)(mao)(mao),同(tong)時有(you)(you)(you)50%的(de)(de)概率放(fang)射性(xing)(xing)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)不會(hui)衰(shuai)變而(er)貓(mao)(mao)(mao)將活下來。

根(gen)據經典(dian)物理學(xue),在盒(he)子里(li)必(bi)(bi)將發(fa)生這兩個結果之一,而外(wai)部(bu)觀(guan)測(ce)者(zhe)只有打(da)(da)開盒(he)子才(cai)能知道里(li)面的結果。在量(liang)子的世(shi)(shi)界里(li),當盒(he)子處于關閉(bi)狀態(tai)(tai),整個系統則一直保持不(bu)(bu)確(que)定性的波態(tai)(tai),即(ji)貓(mao)生死(si)疊加(jia)。貓(mao)到底(di)是(shi)死(si)是(shi)活(huo)必(bi)(bi)須在盒(he)子打(da)(da)開后,外(wai)部(bu)觀(guan)測(ce)者(zhe)觀(guan)測(ce)時,物質以粒子形式(shi)表(biao)現(xian)后才(cai)能確(que)定。這項實驗旨在論證量(liang)子力學(xue)對微觀(guan)粒子世(shi)(shi)界超乎常(chang)理的認識和(he)理解,可這使微觀(guan)不(bu)(bu)確(que)定原(yuan)理變(bian)成(cheng)了宏觀(guan)不(bu)(bu)確(que)定原(yuan)理,客觀(guan)規律不(bu)(bu)以人的意志為轉移,貓(mao)既活(huo)又死(si)違(wei)背了邏輯思維(wei)。

思想實驗

薛定諤的貓(Schr?dinger's Cat)是關于量子理論的一個思想實驗。

盡管量(liang)子(zi)(zi)論(lun)的(de)(de)(de)誕生已經過了一(yi)個(ge)(ge)世紀,其輝煌鼎盛與繁榮(rong)也過了半個(ge)(ge)世紀。量(liang)子(zi)(zi)理(li)論(lun)曾經引起的(de)(de)(de)困(kun)惑(huo)直到(dao)21世紀仍困(kun)惑(huo)著人(ren)們。正如玻爾的(de)(de)(de)名言:“誰(shui)要是第一(yi)次聽到(dao)量(liang)子(zi)(zi)理(li)論(lun)時沒有發(fa)火,那他一(yi)定沒聽懂(dong)。”薛定諤的(de)(de)(de)貓是諸多量(liang)子(zi)(zi)困(kun)惑(huo)中(zhong)有代表(biao)性的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)(ge)。

薛定諤嘗(chang)試著用一個思想實(shi)驗(yan)來檢驗(yan)量子理論(lun)隱含(han)的不確定之處(chu)。

設想在(zai)(zai)(zai)一個封閉(bi)的(de)匣子(zi)(zi)(zi)里,有(you)一只活貓(mao)(mao)及一瓶(ping)毒藥(yao)。當衰(shuai)變(bian)(bian)發生時,藥(yao)瓶(ping)被打破,貓(mao)(mao)將被毒死(si)。按照常識,貓(mao)(mao)可能死(si)了也可能還活著。毒藥(yao)瓶(ping)上(shang)有(you)一個錘子(zi)(zi)(zi),錘子(zi)(zi)(zi)由一個電子(zi)(zi)(zi)開(kai)關控制(zhi),電子(zi)(zi)(zi)開(kai)關由放(fang)射性(xing)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)控制(zhi)。如(ru)果(guo)(guo)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)核衰(shuai)變(bian)(bian),則放(fang)出阿爾法粒子(zi)(zi)(zi),觸動電子(zi)(zi)(zi)開(kai)關,錘子(zi)(zi)(zi)落下(xia)(xia),砸(za)碎毒藥(yao)瓶(ping),釋放(fang)出里面的(de)氰化(hua)物(wu)氣(qi)體,貓(mao)(mao)必死(si)無疑。原(yuan)子(zi)(zi)(zi)核的(de)衰(shuai)變(bian)(bian)是隨(sui)機(ji)事件(jian),物(wu)理(li)學家(jia)所能精確知道(dao)的(de)只是半衰(shuai)期(qi)——衰(shuai)變(bian)(bian)一半所需(xu)要的(de)時間(jian)。如(ru)果(guo)(guo)一種放(fang)射性(xing)元素的(de)半衰(shuai)期(qi)是一天(tian),則過一天(tian),該元素就(jiu)(jiu)少了一半,再(zai)過一天(tian),就(jiu)(jiu)少了剩下(xia)(xia)的(de)一半。物(wu)理(li)學家(jia)卻無法知道(dao),它在(zai)(zai)(zai)什么時候衰(shuai)變(bian)(bian),上(shang)午(wu),還是下(xia)(xia)午(wu)。當然,物(wu)理(li)學家(jia)知道(dao)它在(zai)(zai)(zai)上(shang)午(wu)或下(xia)(xia)午(wu)衰(shuai)變(bian)(bian)的(de)幾率——也就(jiu)(jiu)是貓(mao)(mao)在(zai)(zai)(zai)上(shang)午(wu)或者下(xia)(xia)午(wu)死(si)亡的(de)幾率。如(ru)果(guo)(guo)我(wo)(wo)們不揭開(kai)密室的(de)蓋子(zi)(zi)(zi),根(gen)據(ju)我(wo)(wo)們在(zai)(zai)(zai)日常生活中的(de)經(jing)驗,可以認定,貓(mao)(mao)或者死(si),或者活。這是它的(de)兩(liang)種本(ben)征(zheng)態。如(ru)果(guo)(guo)我(wo)(wo)們用(yong)薛(xue)定諤(e)方程來描述薛(xue)定諤(e)貓(mao)(mao),則只能說,它處于一種活與不活的(de)疊加態。我(wo)(wo)們只有(you)在(zai)(zai)(zai)揭開(kai)蓋子(zi)(zi)(zi)的(de)一瞬間(jian),才(cai)能確切地知道(dao)貓(mao)(mao)是死(si)是活。此時,貓(mao)(mao)構成的(de)波函數由疊加態立(li)即收縮到某一個本(ben)征(zheng)態。

量子理(li)論認為,如果沒有揭開蓋子,進行觀(guan)察,我們永遠(yuan)也不知(zhi)道貓是死是活,它(ta)將永遠(yuan)處于既(ji)死又活的(de)疊(die)加態,可這使微觀(guan)不確(que)定原理(li)變成了宏觀(guan)不確(que)定原理(li),客觀(guan)規律不以人(ren)的(de)意志為轉移,貓既(ji)活又死違背了邏輯(ji)思維。

薛定諤挖苦(ku)說,按(an)照量子(zi)力學的解(jie)釋,容器(qi)中的貓處于(yu)(yu)“死(si)(si)-活(huo)疊加態(tai)”——既死(si)(si)了又活(huo)著。要等(deng)到(dao)打開(kai)容器(qi)看(kan)貓一(yi)眼才(cai)決定其生死(si)(si)。(請注(zhu)意,不是發現而(er)是決定,僅僅看(kan)一(yi)眼就足(zu)以致命。)正(zheng)像(xiang)哈姆(mu)雷(lei)特王(wang)子(zi)(引用(yong)自莎士比(bi)亞的名言(yan))所說:“生存還(huan)是死(si)(si)亡,這(zhe)是一(yi)個問題。”只有當你(ni)打開(kai)盒子(zi)的時(shi)候,疊加態(tai)突然結(jie)束(在數(shu)學術(shu)語(yu)就是“波函數(shu)坍縮(collapse)”,哈姆(mu)雷(lei)特王(wang)子(zi)的猶豫才(cai)終于(yu)(yu)結(jie)束,我們知道(dao)了貓的確定態(tai)——死(si)(si),或者(zhe)活(huo)。

哥(ge)本哈根(gen)的(de)幾(ji)率詮釋的(de)優點(dian):只出(chu)現一(yi)個結(jie)果,這與我(wo)們(men)觀測到的(de)結(jie)果相符合(he)。有一(yi)個大(da)的(de)問題,它要求(qiu)波(bo)函數突(tu)然坍縮,可物(wu)(wu)理學(xue)中沒有一(yi)個公(gong)式能夠描述這種(zhong)坍縮。盡管如此,長期以來物(wu)(wu)理學(xue)家們(men)出(chu)于(yu)或(huo)許(xu)實(shi)用(yong)主義的(de)考慮,還是接受了哥(ge)本哈根(gen)的(de)詮釋。付出(chu)的(de)代價,違反了薛定(ding)諤方程。這就難怪(guai)薛定(ding)諤一(yi)直耿(geng)耿(geng)于(yu)懷了。

思想實(shi)驗告(gao)訴(su)我們:除非進行觀測,否(fou)則一(yi)(yi)(yi)切(qie)都不(bu)(bu)是(shi)(shi)確(que)(que)定(ding)(ding)的(de)(de)(de),可這使微觀不(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)(ding)原(yuan)理(li)變成(cheng)了(le)宏觀不(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)(ding)原(yuan)理(li),客觀規律(lv)不(bu)(bu)以人的(de)(de)(de)意志為(wei)轉移,貓既(ji)(ji)活又(you)死違背了(le)邏輯思維。愛因(yin)斯坦和(he)少數非主流派物理(li)學家拒絕接受由波爾及其同事(shi)創立的(de)(de)(de)理(li)論結(jie)果。量(liang)子(zi)力(li)學告(gao)訴(su)我們,存在(zai)一(yi)(yi)(yi)個(ge)中間態,貓既(ji)(ji)不(bu)(bu)死也(ye)不(bu)(bu)活,直到(dao)進行觀察看看發生了(le)什么。愛因(yin)斯坦認(ren)(ren)為(wei),量(liang)子(zi)力(li)學只不(bu)(bu)過是(shi)(shi)對原(yuan)子(zi)及亞原(yuan)子(zi)粒子(zi)行為(wei)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個(ge)合(he)理(li)的(de)(de)(de)描述,這是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)唯象理(li)論,它本身不(bu)(bu)是(shi)(shi)終極真(zhen)理(li)。他說(shuo)(shuo)過一(yi)(yi)(yi)句名(ming)言:“上帝不(bu)(bu)會擲骰子(zi)。”他不(bu)(bu)承(cheng)認(ren)(ren)薛定(ding)(ding)諤的(de)(de)(de)貓的(de)(de)(de)非本征(zheng)態之說(shuo)(shuo),認(ren)(ren)為(wei)一(yi)(yi)(yi)定(ding)(ding)有一(yi)(yi)(yi)個(ge)內在(zai)的(de)(de)(de)機制組成(cheng)了(le)事(shi)物的(de)(de)(de)真(zhen)實(shi)本性。愛因(yin)斯坦花了(le)數年(nian)時(shi)間企圖設(she)計(ji)一(yi)(yi)(yi)個(ge)實(shi)驗來檢驗這種(zhong)(zhong)內在(zai)真(zhen)實(shi)性是(shi)(shi)否(fou)確(que)(que)在(zai)起作(zuo)用,但沒有完(wan)成(cheng)這種(zhong)(zhong)設(she)計(ji)就(jiu)去(qu)世(shi)了(le)。

尋找薛定諤貓

哥本哈根詮釋

哥本(ben)哈(ha)根詮釋(shi)(shi)在(zai)(zai)很長(chang)的一段時間成(cheng)了正(zheng)統(tong)的、標準的詮釋(shi)(shi)。那只不死不活的貓卻(que)總(zong)是像惡(e)夢一樣(yang)讓(rang)物理學家(jia)們不得(de)安(an)寧。格利(li)賓在(zai)(zai)《尋(xun)找薛定諤的貓》中想(xiang)告訴(su)我們,哥本(ben)哈(ha)根詮釋(shi)(shi)在(zai)(zai)哪兒(er)失敗?以及用什么詮釋(shi)(shi)可以替代(dai)它?

格利賓

1957年(nian),休·埃弗萊(lai)特提出(chu)的(de)“多(duo)世(shi)界詮(quan)釋”似乎(hu)為人(ren)們帶來了(le)福音,由(you)于它太離奇開始沒(mei)有人(ren)認(ren)真對待(dai)。格利(li)賓認(ren)為,多(duo)世(shi)界詮(quan)釋有許多(duo)優點(dian),由(you)此(ci)它可以代替哥本哈根詮(quan)釋。我們下面簡單介(jie)紹一下休·埃弗萊(lai)特的(de)多(duo)世(shi)界詮(quan)釋。

格利(li)賓在(zai)書中(zhong)寫道:“埃弗萊特……指出兩(liang)只(zhi)貓(mao)都是真實的(de)(de)。有(you)一(yi)只(zhi)活貓(mao),有(you)一(yi)只(zhi)死貓(mao),它(ta)(ta)們位于不同(tong)的(de)(de)世界中(zhong)。問題(ti)并不在(zai)于盒子(zi)(zi)中(zhong)的(de)(de)放射性原(yuan)子(zi)(zi)是否衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian),而在(zai)于它(ta)(ta)既衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)又不衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)。當我們向盒子(zi)(zi)里看(kan)時,整個世界分裂成它(ta)(ta)自(zi)己的(de)(de)兩(liang)個版本(ben)。這兩(liang)個版本(ben)在(zai)其(qi)余的(de)(de)各個方(fang)面都是全同(tong)的(de)(de)。區別只(zhi)是在(zai)于其(qi)中(zhong)一(yi)個版本(ben)中(zhong),原(yuan)子(zi)(zi)衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)了(le),貓(mao)死了(le);而在(zai)另一(yi)個版本(ben)中(zhong),原(yuan)子(zi)(zi)沒有(you)衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian),貓(mao)還活著(zhu)。”

也(ye)就(jiu)是說(shuo),上(shang)面說(shuo)的(de)“原子(zi)(zi)(zi)衰變(bian)了(le),貓死(si)了(le);原子(zi)(zi)(zi)沒有衰變(bian),貓還活(huo)著”這(zhe)兩(liang)個(ge)世界將完全相互獨立地(di)演變(bian)下去,就(jiu)像兩(liang)個(ge)平行的(de)世界一樣。格利(li)賓顯(xian)然十分贊賞這(zhe)一詮釋,故他接著說(shuo):“這(zhe)聽起來(lai)就(jiu)像科幻小說(shuo),然而……它(ta)是基于無(wu)懈可擊的(de)數(shu)學方程,基于量子(zi)(zi)(zi)力學樸實(shi)的(de)、自(zi)洽的(de)、符合邏輯的(de)結果。”“在量子(zi)(zi)(zi)的(de)多(duo)世界中,我(wo)(wo)們(men)通過參與而選擇出自(zi)己的(de)道路。在我(wo)(wo)們(men)生活(huo)的(de)這(zhe)個(ge)世界上(shang),沒有隱(yin)變(bian)量,上(shang)帝(di)不會(hui)擲(zhi)骰(tou)子(zi)(zi)(zi),一切都(dou)是真實(shi)的(de)。”按格利(li)賓所(suo)說(shuo),愛(ai)因斯坦如果還活(huo)著,他也(ye)許(xu)會(hui)同意(yi)并大(da)大(da)地(di)贊揚這(zhe)一個(ge)“沒有隱(yin)變(bian)量,上(shang)帝(di)不會(hui)擲(zhi)骰(tou)子(zi)(zi)(zi)”的(de)理論。

這個詮釋的(de)(de)(de)優點:薛定諤方程始終(zhong)成立,波函數從(cong)不坍縮,由此它簡化(hua)了(le)基本理論。它的(de)(de)(de)問題設想過于離奇,付出的(de)(de)(de)代價是(shi)這些平行的(de)(de)(de)世(shi)界全(quan)都(dou)是(shi)同樣真實的(de)(de)(de)。這就(jiu)難怪有(you)人說:“在科學史上,多世(shi)界詮釋無疑是(shi)目前所提出的(de)(de)(de)最大膽(dan)、最野(ye)心勃(bo)勃(bo)的(de)(de)(de)理論。”

量子相干性

1996年5月,美國(guo)科羅拉(la)多州博爾德的(de)國(guo)家(jia)標準與技術研究所(NIST)的(de)Monroe等人用單個(ge)鈹(pi)(pi)離(li)子(zi)(zi)做成了(le)(le)“薛(xue)定(ding)諤的(de)貓”并拍下(xia)了(le)(le)快照,發現鈹(pi)(pi)離(li)子(zi)(zi)在第(di)一(yi)(yi)個(ge)空間位置上(shang)處(chu)于自旋(xuan)向(xiang)(xiang)上(shang)的(de)狀態,而(er)(er)同時又在第(di)二個(ge)空間位置上(shang)處(chu)于自旋(xuan)向(xiang)(xiang)下(xia)的(de)狀態,而(er)(er)這(zhe)兩個(ge)狀態相(xiang)距(ju)80納(na)米之遙(yao)!(1納(na)米等于1毫微米)——這(zhe)在原子(zi)(zi)尺度(du)上(shang)是一(yi)(yi)個(ge)巨大的(de)距(ju)離(li)。想像這(zhe)個(ge)鈹(pi)(pi)離(li)子(zi)(zi)是個(ge)通靈大師,他(ta)在紐約與喜馬拉(la)雅同時現身,一(yi)(yi)個(ge)他(ta)正(zheng)從摩(mo)天(tian)樓頂往下(xia)跳(tiao)傘;而(er)(er)另(ling)一(yi)(yi)個(ge)他(ta)則正(zheng)爬上(shang)雪山(shan)之巔!——量子(zi)(zi)的(de)這(zhe)種(zhong)“化身博士”特(te)點,物(wu)理學(xue)上(shang)稱“量子(zi)(zi)相(xiang)干(gan)性”。

相對解釋

在(zai)實驗中,無論是多少概率(lv)存活(huo)或者(zhe)(zhe)死亡,相對于觀(guan)測(ce)(ce)者(zhe)(zhe)來說,在(zai)未觀(guan)測(ce)(ce)之前,都存在(zai)不(bu)確(que)定性,即其存在(zai)疊加態。但將參考系(xi)建立在(zai)實驗對象(xiang)貓(mao)身(shen)上,其結(jie)果已(yi)經確(que)定,是客觀(guan)存在(zai)的,并非以外界觀(guan)測(ce)(ce)者(zhe)(zhe)是否觀(guan)測(ce)(ce)而(er)決定其真實的結(jie)果。

分析上(shang)述后(hou)得出思(si)考(kao)(kao),貓和外(wai)界觀測(ce)者(zhe)構成兩(liang)個相對的(de)參(can)(can)考(kao)(kao)系,實驗開啟后(hou),以貓為(wei)(wei)參(can)(can)考(kao)(kao)系時,其結果狀(zhuang)態為(wei)(wei)客觀真(zhen)實確定;而(er)(er)以外(wai)界觀測(ce)者(zhe)為(wei)(wei)參(can)(can)考(kao)(kao)系時,貓存(cun)在(zai)疊加態,這種疊加態不是(shi)客觀結果,而(er)(er)是(shi)從未被觀測(ce)的(de)狀(zhuang)態現(xian)象。

為了更直觀(guan)的理解(jie),將實驗過程視(shi)作(zuo)事(shi)(shi)件(jian),當(dang)所選(xuan)參(can)考(kao)系(xi)不(bu)(bu)同(tong)時(shi),其不(bu)(bu)能(neng)等同(tong)于一個事(shi)(shi)件(jian)。當(dang)選(xuan)取以貓為參(can)考(kao)系(xi)時(shi),命(ming)名為A事(shi)(shi)件(jian),A事(shi)(shi)件(jian)結束(shu)狀態(tai)(tai)即貓參(can)考(kao)系(xi)的狀態(tai)(tai);當(dang)選(xuan)取以外界觀(guan)測者時(shi),命(ming)名為B事(shi)(shi)件(jian),未(wei)觀(guan)測時(shi),B事(shi)(shi)件(jian)尚未(wei)結束(shu),其處于疊加(jia)態(tai)(tai)。觀(guan)測后(hou),B事(shi)(shi)件(jian)結束(shu),疊加(jia)態(tai)(tai)坍(tan)縮,呈(cheng)現其最終狀態(tai)(tai)。

薛定諤方程

埃(ai)爾(er)溫·薛定諤(e)在20世紀20年代中期(qi)創立了被稱為量子(zi)力學分支(zhi)中的(de)一個(ge)方程。后(hou)來(lai)被稱之為薛定諤(e)現六(liu)光子(zi)薛定諤(e)貓態

方程:▽2ψ(x,y,z)+(8π2m/h2)[E-U(x,y,z)]ψ(x,y,z)=0

量子理(li)論是20世紀科學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)重大(da)進展之一(yi),由于量子力學(xue)對傳統觀(guan)念所帶來的(de)(de)(de)(de)(de)巨大(da)沖擊,連(lian)“量子”的(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)出(chu)者在(zai)內的(de)(de)(de)(de)(de)科學(xue)家都想盡各種辦法拒絕它,或做出(chu)各種調和性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)釋。事實(shi)上(shang),薛定諤就(jiu)被(bei)量子力學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)結果弄得心(xin)神(shen)不安,他不喜歡(huan)波(bo)(bo)粒(li)二(er)象性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)元解(jie)釋以及波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)統計(ji)解(jie)釋,試圖(tu)建立一(yi)個只(zhi)用波(bo)(bo)來解(jie)釋的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論。

薛定諤貓態

含義

美國科學家宣布(bu),他們成功讓6個鈹離子系統(tong)實現了自(zi)旋方向完(wan)全相反的(de)宏觀(guan)量子疊加態(tai),也就是量子力學理論中的(de)“薛定諤貓”態(tai)。

根據量子(zi)(zi)力(li)學理(li)論(lun),物(wu)質(zhi)在微(wei)觀(guan)尺度上存(cun)在兩種完(wan)全相(xiang)(xiang)反狀態并(bing)存(cun)的(de)奇(qi)特狀況,這被稱為(wei)有效的(de)相(xiang)(xiang)干疊(die)加(jia)(jia)態。由大量微(wei)觀(guan)粒子(zi)(zi)組成(cheng)的(de)宏(hong)觀(guan)世界(jie)是否也遵循(xun)量子(zi)(zi)疊(die)加(jia)(jia)原(yuan)理(li)?奧地(di)利物(wu)理(li)學家薛(xue)定諤為(wei)此在1935年提出著名(ming)的(de)“薛(xue)定諤貓”佯謬。

“薛定諤貓(mao)”佯謬假設了這(zhe)樣一(yi)種(zhong)情(qing)況,將一(yi)只貓(mao)關(guan)(guan)在裝有(you)少量(liang)鐳和氰化物(wu)的(de)密閉容器里。鐳的(de)衰變存(cun)在幾率,如果(guo)鐳發(fa)生(sheng)衰變,會觸發(fa)機關(guan)(guan)打碎裝有(you)氰化物(wu)的(de)瓶子,貓(mao)就(jiu)(jiu)會死(si);如果(guo)鐳不發(fa)生(sheng)衰變,貓(mao)就(jiu)(jiu)存(cun)活。根據量(liang)子力學理論,由(you)于放射性(xing)的(de)鐳處于衰變和沒有(you)衰變兩種(zhong)狀(zhuang)態(tai)的(de)疊(die)加,貓(mao)就(jiu)(jiu)理應處于死(si)貓(mao)和活貓(mao)的(de)疊(die)加狀(zhuang)態(tai)。這(zhe)只既死(si)又活的(de)貓(mao)就(jiu)(jiu)是所謂(wei)的(de)“薛定諤貓(mao)”。

顯然,既(ji)死又活的(de)(de)(de)貓是荒(huang)謬(miu)的(de)(de)(de),可這使微觀(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)不(bu)確定原理變成了宏(hong)(hong)觀(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)不(bu)確定原理,客觀(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)規律(lv)不(bu)以人(ren)的(de)(de)(de)意志為轉移,貓既(ji)活又死違背了邏輯思維。薛定諤(e)想要借(jie)此闡述(shu)的(de)(de)(de)物理問題,宏(hong)(hong)觀(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)世(shi)界(jie)是否(fou)也遵從適(shi)用于微觀(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)尺(chi)度(du)的(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)疊(die)加(jia)原理。“薛定諤(e)貓”佯(yang)謬(miu)巧妙(miao)地把微觀(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)放射源和宏(hong)(hong)觀(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)貓聯系(xi)起來,旨在(zai)否(fou)定宏(hong)(hong)觀(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)世(shi)界(jie)存在(zai)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)疊(die)加(jia)態。然而隨(sui)著(zhu)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力學的(de)(de)(de)發展,科(ke)學家已先(xian)后通(tong)過各種(zhong)方案獲得了宏(hong)(hong)觀(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)疊(die)加(jia)態。此前,科(ke)學家最多使4個離子(zi)(zi)(zi)或(huo)5個光子(zi)(zi)(zi)達(da)到(dao)“薛定諤(e)貓”態。如何使更多粒子(zi)(zi)(zi)構成的(de)(de)(de)系(xi)統達(da)到(dao)這種(zhong)狀態并保存更長時(shi)間,已成為實(shi)驗物理學的(de)(de)(de)一大挑戰(zhan)。

實驗

美國國家標準和技術(shu)研究所的(de)(de)萊布弗里特等人(ren)(ren)在最新一期《自然》雜志上稱,他(ta)們已實現擁(yong)有粒子(zi)較多而(er)且(qie)持續時(shi)間最長(chang)(chang)的(de)(de)“薛定(ding)(ding)諤貓”態(tai)(tai)。實驗中,研究人(ren)(ren)員將鈹離子(zi)每隔若干微米“固定(ding)(ding)”在電磁場(chang)阱中,然后用激(ji)光使鈹離子(zi)冷卻到接近(jin)絕對零度,并(bing)分三步(bu)操縱這些離子(zi)的(de)(de)運動。為了(le)讓盡可能(neng)多的(de)(de)粒子(zi)在盡可能(neng)長(chang)(chang)的(de)(de)時(shi)間里實現“薛定(ding)(ding)諤貓”態(tai)(tai),研究人(ren)(ren)員一方(fang)面提(ti)高激(ji)光的(de)(de)冷卻效率,另一方(fang)面使電磁場(chang)阱盡可能(neng)多地吸(xi)收離子(zi)振動發出的(de)(de)熱量。最終,他(ta)們使6個鈹離子(zi)在50微秒內同時(shi)順(shun)時(shi)針自旋和逆時(shi)針自旋,實現了(le)兩種相反量子(zi)態(tai)(tai)的(de)(de)等量疊加(jia)糾纏,也就是“薛定(ding)(ding)諤貓”態(tai)(tai)。

奧(ao)地(di)利因斯布魯(lu)克(ke)大學的研究人員也在同(tong)期《自然》雜志(zhi)上(shang)報告(gao)說(shuo),他們在8個離子的系統中實現了“薛定諤貓”態,維持(chi)時間稍短。

2023年5月(yue),瑞士(shi)蘇黎世聯邦理工學(xue)院科學(xue)家讓一個“體重”為16微(wei)克(質量為原子(zi)或(huo)分(fen)子(zi)的(de)幾十億倍)的(de)微(wei)小晶體處于兩個振蕩(dang)狀態的(de)疊(die)加(jia)態,創建了(le)迄今最重“薛定(ding)諤的(de)貓”。

研究意義

科學家稱,“薛定(ding)諤貓(mao)”態不僅具有理(li)論(lun)研究意義,也(ye)有實際應用(yong)的(de)潛力。比(bi)如,多粒子(zi)的(de)“薛定(ding)諤貓(mao)”態系統可以(yi)(yi)作為未(wei)來高容錯量(liang)子(zi)計算(suan)機的(de)核(he)心部件,也(ye)可以(yi)(yi)用(yong)來制造極其靈敏(min)的(de)傳感器以(yi)(yi)及原子(zi)鐘(zhong)、干涉(she)儀等精密測量(liang)裝備。

量子派后來有一個被哄傳得很廣(guang)的論調說(shuo)

“當我們不(bu)(bu)(bu)觀察時,月亮(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)”,這(zhe)(zhe)稍稍偏離(li)了(le)本(ben)意,準確來說,因為(wei)月亮(liang)(liang)也(ye)(ye)(ye)是(shi)(shi)(shi)由(you)不(bu)(bu)(bu)確定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒子組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),所以如果我們轉過(guo)頭不(bu)(bu)(bu)去(qu)(qu)看月亮(liang)(liang),那一大堆粒子就(jiu)開始(shi)按照波(bo)函(han)數彌散(san)開去(qu)(qu)。于是(shi)(shi)(shi)乎(hu),月亮(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)邊緣(yuan)開始(shi)顯得模糊而(er)不(bu)(bu)(bu)確定(ding),它(ta)逐漸(jian)“融化”,變成(cheng)概率波(bo)擴散(san)到周圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)間(jian)里去(qu)(qu)。當然這(zhe)(zhe)么大一個月亮(liang)(liang)完全(quan)融化成(cheng)空(kong)間(jian)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)概率是(shi)(shi)(shi)需(xu)要(yao)很(hen)長很(hen)長時間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),不(bu)(bu)(bu)過(guo)問題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實質是(shi)(shi)(shi):要(yao)是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)觀察月亮(liang)(liang),它(ta)就(jiu)從確定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀態變成(cheng)無數不(bu)(bu)(bu)確定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疊加(jia)。不(bu)(bu)(bu)觀察它(ta)時,一個確定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),客觀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)月亮(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。但只要(yao)一回頭,一輪(lun)明月便又高(gao)懸空(kong)中(zhong)(zhong),似(si)乎(hu)什么事也(ye)(ye)(ye)沒發生過(guo)一樣。但其(qi)實,量(liang)子力學定(ding)律(lv)將月亮(liang)(liang)這(zhe)(zhe)種(zhong)巨大質量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)函(han)數限制在(zai)很(hen)小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域中(zhong)(zhong),所以即使月亮(liang)(liang)彌散(san)開去(qu)(qu),彌散(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)程度也(ye)(ye)(ye)不(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)人眼能看出來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

測(ce)(ce)不(bu)(bu)準原(yuan)理解(jie)釋:測(ce)(ce)量(liang)一(yi)個(ge)(ge)粒子(zi)的(de)位置和速(su)(su)度,其辦(ban)法(fa)是將光照到這(zhe)粒子(zi)上,一(yi)部分光波(bo)(bo)被此粒子(zi)散射(she)開,由(you)此指明它的(de)位置。人們不(bu)(bu)可能將粒子(zi)的(de)位置確(que)定到到光的(de)兩個(ge)(ge)波(bo)(bo)峰之間(jian)距離(li)更小的(de)程度,故必須(xu)用短波(bo)(bo)長(chang)的(de)光來測(ce)(ce)量(liang),至少(shao)要用一(yi)個(ge)(ge)光量(liang)子(zi)。這(zhe)量(liang)子(zi)會(hui)擾(rao)動這(zhe)粒子(zi),并改變粒子(zi)的(de)速(su)(su)度,而且(qie)位置測(ce)(ce)量(liang)得越(yue)準確(que)所需(xu)的(de)波(bo)(bo)長(chang)就(jiu)越(yue)短,單獨量(liang)子(zi)的(de)能量(liang)就(jiu)越(yue)大,粒子(zi)的(de)速(su)(su)度就(jiu)被擾(rao)動得越(yue)厲害。你對粒子(zi)的(de)位置測(ce)(ce)量(liang)得越(yue)準確(que),對速(su)(su)度的(de)測(ce)(ce)量(liang)就(jiu)越(yue)不(bu)(bu)準確(que)。(月(yue)亮不(bu)(bu)觀(guan)(guan)測(ce)(ce)時(shi)不(bu)(bu)是不(bu)(bu)存在(zai),量(liang)子(zi)態在(zai)觀(guan)(guan)測(ce)(ce)時(shi)由(you)于觀(guan)(guan)測(ce)(ce)力(li)的(de)相互作(zuo)用而使波(bo)(bo)函數坍塌為確(que)定值,微觀(guan)(guan)粒子(zi)整體呈現規律性(xing),宏觀(guan)(guan)尺度下觀(guan)(guan)測(ce)(ce)力(li)幾乎對其不(bu)(bu)影(ying)響。)(參考資(zi)料:史蒂芬(fen).霍金(jin)所著《時(shi)間(jian)簡史》)

不(bu)(bu)(bu)能不(bu)(bu)(bu)承(cheng)認(ren),這(zhe)聽(ting)起(qi)來(lai)很有(you)(you)強烈的(de)(de)主觀(guan)唯(wei)心論(lun)的(de)(de)味(wei)道(dao),它其實和我(wo)(wo)們(men)通(tong)常(chang)(chang)理解的(de)(de)那種(zhong)哲學理論(lun)有(you)(you)一定區別,不(bu)(bu)(bu)過講(jiang)到這(zhe)里(li),許(xu)多(duo)人大概都(dou)會(hui)自然(ran)而然(ran)地(di)想(xiang)起(qi)貝克(ke)(ke)萊(George Berkeley)主教的(de)(de)那句名言:“存在(zai)(zai)就(jiu)是(shi)(shi)被(bei)感知”(拉丁文:Esse Est Percipi)。這(zhe)句話要(yao)是(shi)(shi)稍微改(gai)一改(gai)講(jiang)成“存在(zai)(zai)就(jiu)是(shi)(shi)被(bei)測量(liang)”,那就(jiu)和哥本哈根(gen)(gen)派的(de)(de)意思差不(bu)(bu)(bu)離了(le)。貝克(ke)(ke)萊在(zai)(zai)哲學史上(shang)的(de)(de)地(di)位無疑是(shi)(shi)重要(yao)的(de)(de),人們(men)通(tong)常(chang)(chang)樂于批(pi)判他(ta),我(wo)(wo)們(men)的(de)(de)哥本哈根(gen)(gen)派是(shi)(shi)否比(bi)他(ta)走得更遠呢?好歹貝克(ke)(ke)萊還認(ren)為事物是(shi)(shi)連(lian)續(xu)客(ke)觀(guan)地(di)存在(zai)(zai)的(de)(de),因為總有(you)(you)“上(shang)帝”在(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)停(ting)地(di)看著一切。而量(liang)子論(lun)?“陛下,我(wo)(wo)不(bu)(bu)(bu)需要(yao)上(shang)帝這(zhe)個假設”。

與(yu)貝(bei)克萊互相輝映的東方代表大概(gai)要算王(wang)陽明。他在(zai)(zai)《傳習錄·下》中(zhong)也說(shuo)過一(yi)句有(you)名的話:“你(ni)(ni)未(wei)(wei)(wei)看(kan)此花(hua)(hua)(hua)時(shi)(shi),此花(hua)(hua)(hua)與(yu)汝同歸于寂;你(ni)(ni)來(lai)看(kan)此花(hua)(hua)(hua)時(shi)(shi),則(ze)此花(hua)(hua)(hua)顏色(se)一(yi)時(shi)(shi)明白起來(lai)……”如果(guo)王(wang)陽明懂量(liang)子論,他多半會說(shuo):“你(ni)(ni)未(wei)(wei)(wei)觀測此花(hua)(hua)(hua)時(shi)(shi),此花(hua)(hua)(hua)并未(wei)(wei)(wei)實(shi)在(zai)(zai)地存(cun)在(zai)(zai),按波函數而(er)歸于寂;你(ni)(ni)來(lai)觀測此花(hua)(hua)(hua)時(shi)(shi),則(ze)此花(hua)(hua)(hua)波函數發生坍縮,它的顏色(se)一(yi)時(shi)(shi)變(bian)成明白的實(shi)在(zai)(zai)……”測量(liang)即是(shi)理,測量(liang)外無理。

薛定諤的貓和量子自殺

究竟是(shi)必(bi)然還是(shi)偶然決(jue)定(ding)(ding)(ding)了宇宙的(de)命運(yun)(yun)?或者(zhe)說:‘上(shang)帝’玩骰(tou)子嗎?這(zhe)(zhe)個是(shi)量子力(li)學和相對(dui)論最大的(de)爭議。量子力(li)學主(zhu)張(zhang),世界是(shi)由不(bu)確(que)定(ding)(ding)(ding)的(de)、隨機的(de)事(shi)件決(jue)定(ding)(ding)(ding),這(zhe)(zhe)個不(bu)確(que)定(ding)(ding)(ding)(后(hou)者(zhe)叫波動)其(qi)(qi)實就是(shi)辯證(zheng)法主(zhu)張(zhang)的(de)矛盾(dun)運(yun)(yun)作(zuo);而(er)相對(dui)論則認為,世界應(ying)該是(shi)由固定(ding)(ding)(ding)的(de)、機械的(de)規律統治,任何看似偶然的(de)事(shi)件背后(hou),其(qi)(qi)實都有(you)必(bi)然在支撐(cheng)。

關于(yu)薛定(ding)諤的(de)貓,許多非主流科學(xue)家是(shi)持懷疑(yi)態度的(de),他們認為:這個(ge)原(yuan)因是(shi)由(you)“平(ping)行宇宙”(MWI)造成的(de),即:當我(wo)們向(xiang)盒子里看時,整個(ge)世界分(fen)裂成它自(zi)己的(de)兩個(ge)版(ban)(ban)本(ben)(ben)。這兩個(ge)版(ban)(ban)本(ben)(ben)在(zai)(zai)其(qi)余的(de)各個(ge)方面都(dou)是(shi)全(quan)同的(de)。區別只(zhi)是(shi)在(zai)(zai)于(yu)其(qi)中一個(ge)版(ban)(ban)本(ben)(ben)中,原(yuan)子衰(shuai)變了(le),貓死了(le);而在(zai)(zai)另一個(ge)版(ban)(ban)本(ben)(ben)中,原(yuan)子沒有衰(shuai)變,貓還活著。在(zai)(zai)量(liang)子的(de)多世界中,我(wo)們通過(guo)參與而選(xuan)擇出自(zi)己的(de)道路。在(zai)(zai)我(wo)們生活的(de)這個(ge)世界上,沒有隱變量(liang),上帝不會(hui)擲骰子,一切都(dou)是(shi)真(zhen)實的(de)。這個(ge)觀點(dian)還有更駭人聽聞的(de)假設:量(liang)子自(zi)殺。

量子自殺的提出

在(zai)(zai)(zai)量(liang)子(zi)力(li)學里,量(liang)子(zi)自殺(sha)是(shi)(shi)想法(fa)實(shi)驗,這令(ling)人(ren)毛骨悚(song)然和啼(ti)笑皆非的實(shi)驗在(zai)(zai)(zai)80年(nian)代末由Hans Moravec,Bruno Marchal等人(ren)提(ti)出,而又在(zai)(zai)(zai)1998年(nian)為(wei)宇宙(zhou)學家(jia)Max Tegmark針對哥(ge)本哈根“波函數坍縮”中(zhong)的“意識(shi)怪獸”,在(zai)(zai)(zai)那篇廣為(wei)人(ren)知的宣傳MWI的論文(wen)中(zhong)所發展和重提(ti)。Max Tegmark認為(wei)宇宙(zhou)有多個,量(liang)子(zi)的不確定(ding)性被分配到各個宇宙(zhou)去,只要從主觀視(shi)角來看,不但一個人(ren)永遠無(wu)法(fa)完成自殺(sha),事實(shi)上他一旦開始(shi)存在(zai)(zai)(zai),就永遠不會消失。總存在(zai)(zai)(zai)著一些量(liang)子(zi)效(xiao)應,使得(de)一個人(ren)不會衰老,而按照(zhao)MWI,這些非常低(di)的概率總是(shi)(shi)對應于某(mou)個實(shi)際的世界!

量子自殺實驗

在一套設(she)備里(li),利用(yong)原子衰(shuai)(shuai)變來(lai)控制扣動(dong)一把槍的(de)(de)(de)(de)(de)扳(ban)機,我(wo)們就(jiu)可(ke)以觀(guan)測(ce)當(dang)一個(ge)(ge)(ge)(ge)人(ren)(ren)被(bei)打(da)死了(le)(如(ru)果衰(shuai)(shuai)變-->開槍)或者(zhe)沒(mei)有(you)(沒(mei)有(you)衰(shuai)(shuai)變)。他(ta)遲(chi)早被(bei)打(da)死,因為(wei)隨(sui)著(zhu)原子衰(shuai)(shuai)變概率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)增加,槍的(de)(de)(de)(de)(de)扳(ban)機遲(chi)早會(hui)扣動(dong)。但對(dui)當(dang)事(shi)人(ren)(ren)本(ben)身的(de)(de)(de)(de)(de)角度來(lai)說完全不(bu)是(shi)(shi)這(zhe)樣(yang)。因為(wei)對(dui)他(ta)唯(wei)一有(you)意義的(de)(de)(de)(de)(de)就(jiu)是(shi)(shi)“那些他(ta)活(huo)著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)世(shi)界(jie)”。永遠都(dou)(dou)會(hui)有(you)一個(ge)(ge)(ge)(ge)他(ta)活(huo)在某(mou)個(ge)(ge)(ge)(ge)世(shi)界(jie)。如(ru)果平行宇宙(zhou)理(li)論是(shi)(shi)正確的(de)(de)(de)(de)(de),那么(me)(me)對(dui)于某(mou)人(ren)(ren)來(lai)說,他(ta)無論如(ru)何(he)試圖去自殺都(dou)(dou)不(bu)會(hui)死。要(yao)(yao)是(shi)(shi)他(ta)拿(na)刀(dao)抹脖子,那么(me)(me)因為(wei)組成(cheng)刀(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)一群符合波(bo)動(dong)方程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)粒子,所(suo)以總有(you)一個(ge)(ge)(ge)(ge)非常非常小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)性,以某(mou)種方式絲毫無損(sun)地穿透(tou)了(le)該(gai)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)脖子,從而(er)保持(chi)該(gai)人(ren)(ren)不(bu)死!當(dang)然這(zhe)個(ge)(ge)(ge)(ge)概率(lv)極(ji)(ji)小(xiao)極(ji)(ji)小(xiao),但按照MWI,一切可(ke)能(neng)(neng)發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)都(dou)(dou)實(shi)(shi)際發生(sheng)了(le),所(suo)以這(zhe)個(ge)(ge)(ge)(ge)現(xian)象總會(hui)發生(sheng)在某(mou)個(ge)(ge)(ge)(ge)宇宙(zhou)!其實(shi)(shi)不(bu)管換什么(me)(me)方式自殺都(dou)(dou)一樣(yang),跳(tiao)樓(lou)也好,臥軌(gui)也好,上吊(diao)也好,總存在那么(me)(me)一些宇宙(zhou),讓他(ta)還活(huo)著(zhu)。從該(gai)人(ren)(ren)自身的(de)(de)(de)(de)(de)視角來(lai)看,他(ta)怎么(me)(me)死都(dou)(dou)死不(bu)掉!當(dang)然在其他(ta)無窮(qiong)個(ge)(ge)(ge)(ge)宇宙(zhou)里(li),他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)親朋好友卻(que)要(yao)(yao)為(wei)他(ta)哀悼了(le)。這(zhe)實(shi)(shi)際上也是(shi)(shi)薛定諤(e)貓(mao)(mao)的(de)(de)(de)(de)(de)一個(ge)(ge)(ge)(ge)真(zhen)人(ren)(ren)版。大家知道在貓(mao)(mao)實(shi)(shi)驗里(li),如(ru)果原子衰(shuai)(shuai)變,貓(mao)(mao)就(jiu)被(bei)毒(du)死,反之則存活(huo)。對(dui)此,哥本(ben)哈根派的(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)釋:在我(wo)們沒(mei)有(you)觀(guan)測(ce)它之前(qian),貓(mao)(mao)是(shi)(shi)“又死又活(huo)”的(de)(de)(de)(de)(de),而(er)觀(guan)測(ce)后貓(mao)(mao)的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)函(han)數(shu)發生(sheng)坍縮,貓(mao)(mao)要(yao)(yao)么(me)(me)死要(yao)(yao)么(me)(me)活(huo)。MWI則聲稱:每次實(shi)(shi)驗必定同時產生(sheng)一只活(huo)貓(mao)(mao)和一只死貓(mao)(mao),只不(bu)過它們存在于兩(liang)個(ge)(ge)(ge)(ge)平行的(de)(de)(de)(de)(de)世(shi)界(jie)中。

宇宙分裂

這(zhe)樣一來,薛定諤的(de)(de)貓也(ye)不(bu)(bu)必再為死(si)(si)活問(wen)題(ti)困擾。只不(bu)(bu)過是(shi)宇宙(zhou)分裂(lie)成了兩個(ge),一個(ge)有活貓,一個(ge)有死(si)(si)貓罷了。對于那個(ge)活貓的(de)(de)宇宙(zhou),貓是(shi)一直活著的(de)(de),不(bu)(bu)存在(zai)(zai)死(si)(si)活疊加的(de)(de)問(wen)題(ti)。對于死(si)(si)貓的(de)(de)宇宙(zhou),貓在(zai)(zai)分裂(lie)的(de)(de)那一刻(ke)就實(shi)實(shi)在(zai)(zai)在(zai)(zai)地死(si)(si)了,不(bu)(bu)要等人們打開(kai)容器才“坍縮”,從而蓋(gai)棺定論。

從宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)誕生以來,已(yi)經進行(xing)過(guo)無(wu)數(shu)次這樣的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)裂,它的(de)(de)(de)(de)數(shu)量以幾(ji)何(he)級(ji)數(shu)增長(chang),很快趨于無(wu)窮。我(wo)(wo)們(men)處(chu)于的(de)(de)(de)(de)這個宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)只不(bu)過(guo)是(shi)其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)一個,在(zai)它之外,還(huan)有非常多的(de)(de)(de)(de)其他的(de)(de)(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)。有些(xie)和我(wo)(wo)們(men)很接近,那(nei)是(shi)在(zai)家(jia)譜樹上最(zui)近剛剛分(fen)(fen)離(li)出來的(de)(de)(de)(de),而那(nei)些(xie)從遙遠的(de)(de)(de)(de)古代就同(tong)我(wo)(wo)們(men)分(fen)(fen)道揚鑣的(de)(de)(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)則可能非常不(bu)同(tong)。也許(xu)在(zai)某個宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)中(zhong),小行(xing)星并未撞(zhuang)擊(ji)地球,恐龍仍是(shi)世(shi)界主宰。在(zai)某個宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)中(zhong),埃及艷后克婁帕特(te)拉的(de)(de)(de)(de)鼻(bi)子(zi)稍短(duan)了一點(dian),沒(mei)(mei)有叫凱撒(sa)和安(an)東尼怦然心動(dong)。那(nei)些(xie)反對歷史決定論的(de)(de)(de)(de)“鼻(bi)子(zi)派歷史學家(jia)”一定會對后來的(de)(de)(de)(de)發展大感興趣,看(kan)看(kan)是(shi)不(bu)是(shi)真的(de)(de)(de)(de)存在(zai)歷史蝴蝶(die)效(xiao)應(ying)。在(zai)某個宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)中(zhong),格(ge)魯(lu)希沒(mei)(mei)有在(zai)滑鐵盧(lu)遲到,而希特(te)勒(le)沒(mei)(mei)有在(zai)敦刻爾克前下(xia)達停止(zhi)進攻的(de)(de)(de)(de)命令。而在(zai)更(geng)多的(de)(de)(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)里,因為物理常數(shu)的(de)(de)(de)(de)不(bu)適合,根本就沒(mei)(mei)有生命和行(xing)星的(de)(de)(de)(de)存在(zai)。

似乎這個結論(lun)是(shi)可以(yi)將整(zheng)個量(liang)(liang)子力學和相對論(lun)聯系起(qi)來,或者說,是(shi)用相對論(lun)取代了(le)量(liang)(liang)子力學。

且(qie)慢!仔(zi)細考慮一(yi)下:每(mei)一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)電子(zi)(zi)的(de)(de)(de)跳(tiao)躍(yue),每(mei)一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)光子(zi)(zi)的(de)(de)(de)衍射,我在(zai)鍵(jian)盤上敲打的(de)(de)(de)每(mei)一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)字(zi)符,都可以創造(zao)(zao)一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)?那么,自大爆(bao)炸以來(lai),究(jiu)竟有(you)多少個(ge)(ge)(ge)(ge)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)被創造(zao)(zao)出來(lai)了?宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)數量每(mei)秒鐘都在(zai)以駭人聽聞的(de)(de)(de)速度(du)增長?這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)(ge)理論(lun)似乎是要為(wei)了解釋(shi)一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)小小的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)的(de)(de)(de)衍射而興師動眾的(de)(de)(de)創造(zao)(zao)一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)龐(pang)大的(de)(de)(de)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)呀!也沒(mei)有(you)任(ren)何證(zheng)據(ju)能夠證(zheng)明這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)(ge)理論(lun),這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)(ge)(ge)理論(lun)的(de)(de)(de)成本太高了。

影響及意義

量(liang)(liang)子(zi)力(li)(li)(li)學作為20世紀最(zui)有突破的(de)(de)科(ke)學成就(jiu)(jiu)之一,也是最(zui)具(ju)爭議的(de)(de)科(ke)學之一。“薛定諤的(de)(de)貓”很好的(de)(de)闡述了這一現(xian)狀(zhuang)。人們(men)不(bu)能(neng)接受(shou)量(liang)(liang)子(zi)力(li)(li)(li)學是因(yin)為它的(de)(de)不(bu)確(que)定性(xing)。對于傳(chuan)統(tong)的(de)(de)物(wu)理學來(lai)說(shuo)(shuo),只(zhi)要(yao)找到(dao)了事(shi)(shi)物(wu)之間(jian)相(xiang)關的(de)(de)聯系,就(jiu)(jiu)能(neng)在每時(shi)每刻確(que)定,事(shi)(shi)物(wu)之間(jian)相(xiang)關的(de)(de)物(wu)理數據,比(bi)如(ru)說(shuo)(shuo),物(wu)體(ti)運(yun)(yun)行(xing)距離(li)等(deng)于物(wu)體(ti)的(de)(de)速(su)度乘以(yi)物(wu)體(ti)運(yun)(yun)行(xing)的(de)(de)時(shi)間(jian),只(zhi)要(yao)知道物(wu)體(ti)的(de)(de)速(su)度,你每時(shi)每刻都能(neng)計算出物(wu)體(ti)運(yun)(yun)行(xing)了多遠(yuan),然而海森堡提出的(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)不(bu)確(que)定性(xing)原理使得你無法預知一個微(wei)觀(guan)粒(li)子(zi)未來(lai)的(de)(de)狀(zhuang)態。正(zheng)如(ru)愛因(yin)斯坦所說(shuo)(shuo)的(de)(de):上帝不(bu)玩(wan)骰(tou)子(zi),但是量(liang)(liang)子(zi)力(li)(li)(li)學讓我們(men)不(bu)得不(bu)相(xiang)信,上帝似乎是玩(wan)骰(tou)子(zi)的(de)(de)。

本(ben)百(bai)科詞條(tiao)由網站注冊用戶【 知識(shi)小玲 】編輯上傳(chuan)提供,當前(qian)頁面(mian)所展示的詞(ci)條介紹涉(she)及宣(xuan)傳(chuan)內容(rong)屬于注冊用戶個人編輯行為,網(wang)站(zhan)不完全保證內容(rong)信息的準確性、真實(shi)性,也不代(dai)表本站(zhan)立(li)場。
您還未登錄,依《網絡安全法》相關要求,請您登錄賬戶后再提交發布信息。點擊登錄>>如您還未注冊,可點擊注冊>>,感謝您的理解及支持!
發表評論
最新評論
暫無評論
相關知識文章
史上最著名的十大思想實驗 影響世界的思想實驗盤點
思想實驗是一種只在頭腦中進行的思維活動,在現實中難以或無法實現。下文中Maigoo小編盤點了十大著名的思想實驗,包括薛定諤的貓、追光實驗、中...
MAIGOO原創(chuang) 奇聞趣事 世界十大 世界國家
14
小學生最愛做的科學小實驗100個 適合小學生做的小實驗大全
對于學習科學知識來說,沒有比自己動手做實驗觀察更直觀的了,其實很多小實驗都很簡單,運用我們身邊的材料就能完成,本文就為大家帶來了小學生最愛做...
十個簡單的科學小實驗 簡易科學小實驗 兒童簡單小實驗
關于兒童簡單小實驗有很多,例如靜電現象、會動的小人、熔巖燈、瓶中的雞蛋、吸水的蠟燭、泡沫大爆炸等,都是平時特別簡單的小實驗。本文maigoo...
100個在家就能做的化學小實驗 簡單的化學趣味小實驗大全
生活中的化學小實驗常常會展現出一些有趣的現象,讓人對化學產生更多的好奇和興趣。如:大象牙膏實驗的原理是過氧化氫的分解、彈跳雞蛋實驗的原理發生...
100個在家可以做的物理小實驗 簡單易做的趣味物理實驗盤點
生活中的物理小實驗常常會展現出一些有趣的現象,讓人對物理產生更多的好奇和興趣。如:摩擦生電的實驗原理是摩擦起電、漂浮的針的實驗原理是表面張力...
史上最殘忍的十大人體實驗 最臭名昭著的人體試驗盤點
人體實驗應當遵循倫理道德,包括但不限于:受試者知情同意、維護受試者利益、有益于醫學和社會進步等。本文中Maigoo小編盤點了十大史上最恐怖的...
史上最著名的十大心理學實驗 揭露人性的經典心理學實驗
心理學實驗應當遵循倫理道德,包括但不限于維護受試者利益、受試者知情同意、有益于醫學和社會進步等。本文中Maigoo小編盤點了十大著名心理學實...
史上最瘋狂的十大動物實驗 有關動物的著名實驗盤點
動物實驗在生物醫學研究中非常常見,不同的研究方向,選用的動物種類也不同,比如猴子、兔子、狗等。下文中Maigoo小編盤點了十大有關動物的著名...
MAIGOO原創 奇聞趣事 動物 世界國家
17
人類史上十大最恐怖的實驗 世界上最瘋狂的實驗盤點
實驗的目的在于探索新技術、驗證理論,或是培養能力、改造社會,但無論是哪一種實驗,都應該遵循倫理道德。下文中Maigoo小編盤點了世界十大恐怖...
世界上最著名的十大太空實驗 人類在太空中做過的神奇實驗
人類在太空中做過的實驗有哪些?太空實驗具有很高的科學價值、資源開發價值,可以讓我們更深入的了解宇宙,為人類的生存和發展提供更多的可能性。下文...