薛定諤(e)(e)的(de)(de)(de)貓(mao)(mao)(英文名稱(cheng):Schr?dinger’s Cat)是奧地利著名物(wu)(wu)(wu)理(li)(li)學家薛定諤(e)(e)(Erwin Schr?dinger,1887年(nian)8月12日~1961年(nian)1月4日)提出(chu)(chu)的(de)(de)(de)一個思想實驗(yan),是指將一只貓(mao)(mao)關(guan)在(zai)(zai)裝有少量(liang)鐳(lei)和(he)(he)氰化物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)密閉容(rong)器里。鐳(lei)的(de)(de)(de)衰(shuai)變存(cun)在(zai)(zai)幾率,如(ru)果(guo)鐳(lei)發生衰(shuai)變,會(hui)(hui)觸發機關(guan)打(da)碎裝有氰化物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)瓶子(zi),貓(mao)(mao)就會(hui)(hui)死;如(ru)果(guo)鐳(lei)不(bu)發生衰(shuai)變,貓(mao)(mao)就存(cun)活(huo)。根據量(liang)子(zi)力(li)學理(li)(li)論,由于放射性的(de)(de)(de)鐳(lei)處于衰(shuai)變和(he)(he)沒有衰(shuai)變兩種狀態的(de)(de)(de)疊(die)加,貓(mao)(mao)就理(li)(li)應(ying)處于死貓(mao)(mao)和(he)(he)活(huo)貓(mao)(mao)的(de)(de)(de)疊(die)加狀態。這只既死又活(huo)的(de)(de)(de)貓(mao)(mao)就是所謂的(de)(de)(de)“薛定諤(e)(e)貓(mao)(mao)”。但是,不(bu)可能(neng)存(cun)在(zai)(zai)既死又活(huo)的(de)(de)(de)貓(mao)(mao),則必須在(zai)(zai)打(da)開容(rong)器后才知(zhi)道(dao)結(jie)果(guo)。該實驗(yan)試圖從宏觀(guan)尺度(du)闡述微觀(guan)尺度(du)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)疊(die)加原理(li)(li)的(de)(de)(de)問題,巧妙(miao)地把(ba)微觀(guan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)在(zai)(zai)觀(guan)測(ce)后是粒子(zi)還(huan)是波的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)形式和(he)(he)宏觀(guan)的(de)(de)(de)貓(mao)(mao)聯系起來,以此求證觀(guan)測(ce)介入時量(liang)子(zi)的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)形式。隨著量(liang)子(zi)物(wu)(wu)(wu)理(li)(li)學的(de)(de)(de)發展,薛定諤(e)(e)的(de)(de)(de)貓(mao)(mao)還(huan)延(yan)伸出(chu)(chu)了平行宇宙等物(wu)(wu)(wu)理(li)(li)問題和(he)(he)哲學爭議(yi)。
2023年5月,瑞士(shi)蘇黎世(shi)聯(lian)邦(bang)理工學院科學家創建(jian)了迄今最重“薛定諤的貓”。
“薛定諤(e)(e)的(de)貓(mao)(mao)”是由奧地利(li)物(wu)(wu)理學家薛定諤(e)(e)于1935年提出的(de)有(you)關貓(mao)(mao)生死疊加(jia)的(de)著名思想實(shi)驗(yan),是把微(wei)觀(guan)領域的(de)量(liang)子行為(wei)擴(kuo)展到(dao)宏觀(guan)世界的(de)推演。這(zhe)里(li)必須要認識量(liang)子行為(wei)的(de)一(yi)(yi)個(ge)現象(xiang)——觀(guan)測。微(wei)觀(guan)物(wu)(wu)質有(you)不同(tong)的(de)存(cun)在(zai)形式,即粒子和波。通常(chang),微(wei)觀(guan)物(wu)(wu)質以波的(de)疊加(jia)混沌態(tai)存(cun)在(zai);一(yi)(yi)旦觀(guan)測后,它們立刻選擇成為(wei)粒子。實(shi)驗(yan)是這(zhe)樣的(de),在(zai)一(yi)(yi)個(ge)盒子里(li)有(you)一(yi)(yi)只貓(mao)(mao),以及少量(liang)放射性(xing)(xing)物(wu)(wu)質。之后,有(you)50%的(de)概(gai)率放射性(xing)(xing)物(wu)(wu)質將(jiang)會衰變并釋放出毒氣殺(sha)死這(zhe)只貓(mao)(mao),同(tong)時有(you)50%的(de)概(gai)率放射性(xing)(xing)物(wu)(wu)質不會衰變而貓(mao)(mao)將(jiang)活下來(lai)。
根(gen)據經典(dian)物理學(xue),在(zai)(zai)盒子(zi)(zi)里(li)必將發生(sheng)這(zhe)兩(liang)個(ge)結果之一(yi),而外(wai)部觀(guan)測者(zhe)只有打開(kai)(kai)盒子(zi)(zi)才能(neng)知道里(li)面的(de)結果。在(zai)(zai)量子(zi)(zi)的(de)世界(jie)(jie)里(li),當盒子(zi)(zi)處于關閉狀態,整個(ge)系統則一(yi)直(zhi)保持不確(que)定(ding)性的(de)波態,即貓(mao)生(sheng)死疊加。貓(mao)到(dao)底(di)是(shi)死是(shi)活(huo)必須(xu)在(zai)(zai)盒子(zi)(zi)打開(kai)(kai)后,外(wai)部觀(guan)測者(zhe)觀(guan)測時(shi),物質(zhi)以粒(li)子(zi)(zi)形式表(biao)現(xian)后才能(neng)確(que)定(ding)。這(zhe)項實驗旨在(zai)(zai)論證量子(zi)(zi)力(li)學(xue)對微(wei)觀(guan)粒(li)子(zi)(zi)世界(jie)(jie)超(chao)乎(hu)常理的(de)認識和理解,可(ke)這(zhe)使(shi)微(wei)觀(guan)不確(que)定(ding)原(yuan)(yuan)理變成了宏觀(guan)不確(que)定(ding)原(yuan)(yuan)理,客(ke)觀(guan)規律不以人的(de)意志為轉移,貓(mao)既活(huo)又(you)死違背了邏輯(ji)思維。
薛定諤的貓(mao)(Schr?dinger's Cat)是(shi)關于量子理論(lun)的一個思想實驗。
盡管量子論(lun)的(de)誕生已(yi)經過(guo)了(le)一(yi)個世紀,其輝煌鼎(ding)盛與繁榮也(ye)過(guo)了(le)半個世紀。量子理論(lun)曾經引起的(de)困(kun)惑(huo)(huo)直到21世紀仍困(kun)惑(huo)(huo)著(zhu)人們。正如玻爾的(de)名(ming)言:“誰(shui)要是第(di)一(yi)次聽到量子理論(lun)時沒有發火,那他一(yi)定(ding)沒聽懂。”薛(xue)定(ding)諤(e)的(de)貓(mao)是諸多量子困(kun)惑(huo)(huo)中有代表性的(de)一(yi)個。
薛定(ding)諤嘗試著用一個(ge)思(si)想實驗來(lai)檢(jian)驗量(liang)子理論隱含的不確(que)定(ding)之處。
設想(xiang)在(zai)一(yi)(yi)個(ge)(ge)封閉(bi)的(de)匣子(zi)(zi)(zi)里,有(you)一(yi)(yi)只(zhi)活(huo)貓(mao)(mao)及一(yi)(yi)瓶毒(du)藥。當衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)發生(sheng)時,藥瓶被打破(po),貓(mao)(mao)將(jiang)被毒(du)死(si)。按照常識,貓(mao)(mao)可(ke)(ke)能死(si)了也可(ke)(ke)能還(huan)活(huo)著。毒(du)藥瓶上(shang)(shang)有(you)一(yi)(yi)個(ge)(ge)錘子(zi)(zi)(zi),錘子(zi)(zi)(zi)由一(yi)(yi)個(ge)(ge)電子(zi)(zi)(zi)開關控制(zhi)(zhi),電子(zi)(zi)(zi)開關由放射性原(yuan)子(zi)(zi)(zi)控制(zhi)(zhi)。如(ru)果(guo)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)核(he)(he)衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian),則放出阿(a)爾法(fa)粒(li)子(zi)(zi)(zi),觸(chu)動(dong)電子(zi)(zi)(zi)開關,錘子(zi)(zi)(zi)落下(xia),砸碎(sui)毒(du)藥瓶,釋放出里面的(de)氰化物(wu)氣體(ti),貓(mao)(mao)必死(si)無疑。原(yuan)子(zi)(zi)(zi)核(he)(he)的(de)衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)是(shi)隨(sui)機事件(jian),物(wu)理學家所能精確知道(dao)的(de)只(zhi)是(shi)半衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)——衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)一(yi)(yi)半所需(xu)要的(de)時間。如(ru)果(guo)一(yi)(yi)種放射性元素(su)的(de)半衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)是(shi)一(yi)(yi)天,則過(guo)(guo)一(yi)(yi)天,該元素(su)就少了一(yi)(yi)半,再過(guo)(guo)一(yi)(yi)天,就少了剩(sheng)下(xia)的(de)一(yi)(yi)半。物(wu)理學家卻無法(fa)知道(dao),它(ta)在(zai)什么(me)時候衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian),上(shang)(shang)午(wu)(wu),還(huan)是(shi)下(xia)午(wu)(wu)。當然(ran),物(wu)理學家知道(dao)它(ta)在(zai)上(shang)(shang)午(wu)(wu)或下(xia)午(wu)(wu)衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)的(de)幾率——也就是(shi)貓(mao)(mao)在(zai)上(shang)(shang)午(wu)(wu)或者(zhe)下(xia)午(wu)(wu)死(si)亡的(de)幾率。如(ru)果(guo)我們不揭開密(mi)室的(de)蓋(gai)(gai)子(zi)(zi)(zi),根據我們在(zai)日常生(sheng)活(huo)中的(de)經(jing)驗,可(ke)(ke)以認定(ding),貓(mao)(mao)或者(zhe)死(si),或者(zhe)活(huo)。這是(shi)它(ta)的(de)兩種本征態。如(ru)果(guo)我們用薛定(ding)諤(e)方程(cheng)來描述(shu)薛定(ding)諤(e)貓(mao)(mao),則只(zhi)能說,它(ta)處于一(yi)(yi)種活(huo)與不活(huo)的(de)疊加態。我們只(zhi)有(you)在(zai)揭開蓋(gai)(gai)子(zi)(zi)(zi)的(de)一(yi)(yi)瞬(shun)間,才能確切地知道(dao)貓(mao)(mao)是(shi)死(si)是(shi)活(huo)。此時,貓(mao)(mao)構成(cheng)的(de)波函數由疊加態立即(ji)收(shou)縮到某一(yi)(yi)個(ge)(ge)本征態。
量子理(li)論認(ren)為,如(ru)果沒有揭開蓋子,進行(xing)觀(guan)(guan)(guan)察,我們(men)永(yong)(yong)遠(yuan)也不知道貓是(shi)死是(shi)活(huo),它將永(yong)(yong)遠(yuan)處于既(ji)死又活(huo)的疊加(jia)態,可這使微觀(guan)(guan)(guan)不確定原理(li)變成了宏觀(guan)(guan)(guan)不確定原理(li),客觀(guan)(guan)(guan)規律不以人(ren)的意志為轉移,貓既(ji)活(huo)又死違(wei)背了邏輯思維。
薛定(ding)(ding)諤(e)挖苦說(shuo),按照量子(zi)力學(xue)的(de)(de)解釋,容(rong)器中的(de)(de)貓(mao)處于“死(si)-活疊加(jia)態(tai)”——既死(si)了(le)又活著。要等到(dao)打開容(rong)器看貓(mao)一眼(yan)才(cai)(cai)決定(ding)(ding)其(qi)生死(si)。(請(qing)注意,不是發(fa)現(xian)而是決定(ding)(ding),僅(jin)僅(jin)看一眼(yan)就足以(yi)致命。)正像哈姆雷(lei)特王子(zi)(引用自莎士比亞的(de)(de)名言(yan))所說(shuo):“生存還是死(si)亡,這是一個問(wen)題。”只有當你打開盒子(zi)的(de)(de)時候,疊加(jia)態(tai)突然結束(在(zai)數學(xue)術語就是“波(bo)函數坍(tan)縮(collapse)”,哈姆雷(lei)特王子(zi)的(de)(de)猶豫才(cai)(cai)終于結束,我們(men)知道了(le)貓(mao)的(de)(de)確定(ding)(ding)態(tai)——死(si),或者活。
哥本(ben)哈根(gen)的(de)(de)(de)幾率詮釋的(de)(de)(de)優點:只出(chu)現一(yi)(yi)個結(jie)果,這(zhe)與我們觀測到的(de)(de)(de)結(jie)果相(xiang)符合。有一(yi)(yi)個大的(de)(de)(de)問題,它(ta)要求波函(han)數突然坍縮(suo),可物理學(xue)中沒(mei)有一(yi)(yi)個公式能夠描述這(zhe)種坍縮(suo)。盡管如此,長期以(yi)來物理學(xue)家們出(chu)于或許實用主義的(de)(de)(de)考慮,還是接受了(le)哥本(ben)哈根(gen)的(de)(de)(de)詮釋。付出(chu)的(de)(de)(de)代價,違反(fan)了(le)薛(xue)定諤(e)方(fang)程。這(zhe)就難怪薛(xue)定諤(e)一(yi)(yi)直(zhi)耿(geng)耿(geng)于懷了(le)。
思(si)想實驗(yan)告訴我(wo)(wo)們:除非(fei)進行(xing)(xing)觀(guan)測,否(fou)則(ze)一(yi)(yi)切都不(bu)(bu)是確(que)(que)定的(de),可(ke)這(zhe)使微觀(guan)不(bu)(bu)確(que)(que)定原(yuan)理(li)(li)(li)變(bian)成(cheng)了(le)(le)宏(hong)觀(guan)不(bu)(bu)確(que)(que)定原(yuan)理(li)(li)(li),客觀(guan)規律不(bu)(bu)以(yi)人的(de)意志為轉移,貓既(ji)活又死違(wei)背了(le)(le)邏(luo)輯思(si)維。愛(ai)因斯(si)坦(tan)(tan)和少數非(fei)主流派物理(li)(li)(li)學家拒絕接受(shou)由波(bo)爾及(ji)其同事(shi)(shi)創立的(de)理(li)(li)(li)論結果。量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)(li)學告訴我(wo)(wo)們,存在一(yi)(yi)個中間(jian)態(tai),貓既(ji)不(bu)(bu)死也(ye)不(bu)(bu)活,直(zhi)到進行(xing)(xing)觀(guan)察看看發生了(le)(le)什么。愛(ai)因斯(si)坦(tan)(tan)認(ren)為,量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)(li)學只(zhi)不(bu)(bu)過(guo)(guo)是對(dui)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)及(ji)亞原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)粒子(zi)(zi)(zi)(zi)行(xing)(xing)為的(de)一(yi)(yi)個合理(li)(li)(li)的(de)描述,這(zhe)是一(yi)(yi)種唯(wei)象(xiang)理(li)(li)(li)論,它本(ben)身(shen)不(bu)(bu)是終極真(zhen)(zhen)理(li)(li)(li)。他說(shuo)過(guo)(guo)一(yi)(yi)句名言:“上(shang)帝不(bu)(bu)會擲骰子(zi)(zi)(zi)(zi)。”他不(bu)(bu)承認(ren)薛定諤的(de)貓的(de)非(fei)本(ben)征態(tai)之說(shuo),認(ren)為一(yi)(yi)定有一(yi)(yi)個內在的(de)機制組成(cheng)了(le)(le)事(shi)(shi)物的(de)真(zhen)(zhen)實本(ben)性(xing)。愛(ai)因斯(si)坦(tan)(tan)花了(le)(le)數年時(shi)間(jian)企圖設計一(yi)(yi)個實驗(yan)來檢(jian)驗(yan)這(zhe)種內在真(zhen)(zhen)實性(xing)是否(fou)確(que)(que)在起(qi)作用,但沒(mei)有完成(cheng)這(zhe)種設計就(jiu)去(qu)世了(le)(le)。
哥本哈根詮(quan)釋在很長的一段時間成了(le)正統的、標準的詮(quan)釋。那只(zhi)不(bu)死不(bu)活的貓卻總是像(xiang)惡夢一樣讓(rang)物理學家們(men)不(bu)得安寧。格利賓在《尋找(zhao)薛(xue)定諤的貓》中(zhong)想告(gao)訴我們(men),哥本哈根詮(quan)釋在哪兒失敗?以及(ji)用什么詮(quan)釋可以替代它(ta)?
1957年,休·埃(ai)弗(fu)萊特(te)(te)提(ti)出的(de)“多(duo)(duo)世(shi)界(jie)詮(quan)釋”似乎為(wei)人們(men)帶(dai)來了福音,由于它太離奇開始沒有人認(ren)真對待。格利(li)賓認(ren)為(wei),多(duo)(duo)世(shi)界(jie)詮(quan)釋有許多(duo)(duo)優點,由此它可(ke)以(yi)代替哥本哈根詮(quan)釋。我(wo)們(men)下(xia)面(mian)簡單介紹(shao)一(yi)下(xia)休·埃(ai)弗(fu)萊特(te)(te)的(de)多(duo)(duo)世(shi)界(jie)詮(quan)釋。
格利賓在(zai)書中(zhong)(zhong)寫道:“埃(ai)弗萊(lai)特……指出兩(liang)只貓(mao)(mao)(mao)都(dou)是真實的。有一(yi)只活貓(mao)(mao)(mao),有一(yi)只死貓(mao)(mao)(mao),它(ta)們位于不同的世界中(zhong)(zhong)。問(wen)題并不在(zai)于盒(he)子中(zhong)(zhong)的放(fang)射性(xing)原(yuan)子是否衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)(bian),而(er)在(zai)于它(ta)既(ji)衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)(bian)又不衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)(bian)。當我們向盒(he)子里看時,整個世界分裂(lie)成它(ta)自己的兩(liang)個版(ban)(ban)本(ben)。這兩(liang)個版(ban)(ban)本(ben)在(zai)其余的各個方面都(dou)是全同的。區別只是在(zai)于其中(zhong)(zhong)一(yi)個版(ban)(ban)本(ben)中(zhong)(zhong),原(yuan)子衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)(bian)了,貓(mao)(mao)(mao)死了;而(er)在(zai)另一(yi)個版(ban)(ban)本(ben)中(zhong)(zhong),原(yuan)子沒有衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)(bian),貓(mao)(mao)(mao)還活著(zhu)。”
也(ye)就是說(shuo),上面說(shuo)的(de)“原子衰變了,貓死了;原子沒(mei)有衰變,貓還活(huo)著(zhu)”這兩(liang)個世(shi)(shi)界(jie)將(jiang)完全相互獨立(li)地(di)演(yan)變下(xia)去,就像(xiang)兩(liang)個平行的(de)世(shi)(shi)界(jie)一樣。格利賓顯然十分贊(zan)賞這一詮釋,故(gu)他接著(zhu)說(shuo):“這聽(ting)起來就像(xiang)科幻(huan)小(xiao)說(shuo),然而……它是基于無懈(xie)可擊的(de)數學(xue)(xue)方程(cheng),基于量(liang)子力學(xue)(xue)樸實(shi)的(de)、自洽的(de)、符合邏輯的(de)結(jie)果。”“在量(liang)子的(de)多(duo)世(shi)(shi)界(jie)中(zhong),我們(men)通過參與而選擇出(chu)自己的(de)道路(lu)。在我們(men)生活(huo)的(de)這個世(shi)(shi)界(jie)上,沒(mei)有隱變量(liang),上帝(di)不(bu)會(hui)擲(zhi)骰子,一切都是真(zhen)實(shi)的(de)。”按格利賓所說(shuo),愛因斯坦如果還活(huo)著(zhu),他也(ye)許會(hui)同意并大(da)大(da)地(di)贊(zan)揚(yang)這一個“沒(mei)有隱變量(liang),上帝(di)不(bu)會(hui)擲(zhi)骰子”的(de)理論。
這(zhe)個(ge)詮(quan)釋的(de)(de)優點:薛定諤方程始終成立,波函數從(cong)不(bu)坍(tan)縮,由此它簡(jian)化了基(ji)本(ben)理論。它的(de)(de)問題設想(xiang)過于離(li)奇,付出(chu)的(de)(de)代價是這(zhe)些平行(xing)的(de)(de)世界全都是同樣真實(shi)的(de)(de)。這(zhe)就難怪有人(ren)說:“在科學史上,多(duo)世界詮(quan)釋無疑(yi)是目前所提出(chu)的(de)(de)最大膽、最野心勃(bo)勃(bo)的(de)(de)理論。”
1996年5月,美(mei)國科羅拉(la)多州博(bo)爾(er)德的(de)國家(jia)標準與技術研(yan)究所(NIST)的(de)Monroe等人(ren)用單個(ge)鈹離子(zi)做成了(le)“薛(xue)定(ding)諤的(de)貓”并拍下了(le)快照,發現(xian)鈹離子(zi)在(zai)第(di)一(yi)(yi)個(ge)空間(jian)位(wei)置上(shang)處于自旋向上(shang)的(de)狀(zhuang)態,而同(tong)時(shi)(shi)又在(zai)第(di)二個(ge)空間(jian)位(wei)置上(shang)處于自旋向下的(de)狀(zhuang)態,而這兩個(ge)狀(zhuang)態相(xiang)距80納(na)(na)米(mi)之遙!(1納(na)(na)米(mi)等于1毫微米(mi))——這在(zai)原子(zi)尺度上(shang)是(shi)一(yi)(yi)個(ge)巨(ju)大(da)的(de)距離。想像這個(ge)鈹離子(zi)是(shi)個(ge)通(tong)靈大(da)師,他(ta)在(zai)紐約與喜馬拉(la)雅(ya)同(tong)時(shi)(shi)現(xian)身(shen),一(yi)(yi)個(ge)他(ta)正(zheng)從摩(mo)天樓頂(ding)往下跳傘(san);而另一(yi)(yi)個(ge)他(ta)則正(zheng)爬上(shang)雪山之巔(dian)!——量子(zi)的(de)這種“化身(shen)博(bo)士”特(te)點,物理(li)學上(shang)稱“量子(zi)相(xiang)干性”。
在(zai)實(shi)驗(yan)中,無論是多(duo)少概率(lv)存活或者死亡,相對于觀(guan)測(ce)者來說,在(zai)未觀(guan)測(ce)之前,都存在(zai)不確定(ding)性,即其存在(zai)疊加(jia)態。但將參考系(xi)建立在(zai)實(shi)驗(yan)對象貓身上,其結果已(yi)經確定(ding),是客觀(guan)存在(zai)的,并非以外界(jie)觀(guan)測(ce)者是否觀(guan)測(ce)而決定(ding)其真(zhen)實(shi)的結果。
分析上述(shu)后得出思(si)考,貓(mao)和外界(jie)觀(guan)(guan)測(ce)者構成兩個相(xiang)對的參考系,實驗開(kai)啟后,以貓(mao)為參考系時(shi),其結果(guo)狀(zhuang)態(tai)為客觀(guan)(guan)真實確定;而以外界(jie)觀(guan)(guan)測(ce)者為參考系時(shi),貓(mao)存(cun)在疊加態(tai),這種疊加態(tai)不是客觀(guan)(guan)結果(guo),而是從未被觀(guan)(guan)測(ce)的狀(zhuang)態(tai)現(xian)象。
為(wei)了更(geng)直觀的理(li)解,將實(shi)驗過程(cheng)視(shi)作事件(jian),當所選(xuan)參考系(xi)(xi)不同時(shi)(shi),其(qi)不能等同于(yu)一個(ge)事件(jian)。當選(xuan)取(qu)(qu)以貓為(wei)參考系(xi)(xi)時(shi)(shi),命名為(wei)A事件(jian),A事件(jian)結(jie)束(shu)狀態(tai)(tai)(tai)即(ji)貓參考系(xi)(xi)的狀態(tai)(tai)(tai);當選(xuan)取(qu)(qu)以外界觀測者時(shi)(shi),命名為(wei)B事件(jian),未觀測時(shi)(shi),B事件(jian)尚未結(jie)束(shu),其(qi)處于(yu)疊加(jia)態(tai)(tai)(tai)。觀測后,B事件(jian)結(jie)束(shu),疊加(jia)態(tai)(tai)(tai)坍(tan)縮,呈現(xian)其(qi)最(zui)終狀態(tai)(tai)(tai)。
埃爾溫·薛定(ding)諤在20世紀20年代中期創立了被稱(cheng)為量子力學(xue)分支中的(de)一(yi)個方(fang)程。后來被稱(cheng)之為薛定(ding)諤現六光子薛定(ding)諤貓(mao)態
方程:▽2ψ(x,y,z)+(8π2m/h2)[E-U(x,y,z)]ψ(x,y,z)=0
量(liang)子(zi)理論是(shi)20世紀科學的(de)(de)重大進展之一,由于(yu)量(liang)子(zi)力(li)學對傳統觀(guan)念所帶來的(de)(de)巨大沖擊,連“量(liang)子(zi)”的(de)(de)提出者在內的(de)(de)科學家都(dou)想盡各(ge)種辦法拒絕它,或做出各(ge)種調和性的(de)(de)解(jie)釋(shi)(shi)。事實上,薛定(ding)諤就被量(liang)子(zi)力(li)學的(de)(de)結果(guo)弄得心神(shen)不(bu)安,他(ta)不(bu)喜歡波(bo)粒二象性的(de)(de)二元解(jie)釋(shi)(shi)以(yi)及(ji)波(bo)的(de)(de)統計解(jie)釋(shi)(shi),試圖建立一個只用波(bo)來解(jie)釋(shi)(shi)的(de)(de)理論。
美(mei)國科(ke)學家宣布,他們成(cheng)功讓6個鈹離(li)子(zi)系統實現了自(zi)旋(xuan)方向完全相反的(de)宏觀(guan)量子(zi)疊加態,也就是量子(zi)力學理論(lun)中的(de)“薛定諤貓”態。
根(gen)據量(liang)子(zi)力學(xue)理論,物質在微(wei)觀(guan)尺度上(shang)存在兩(liang)種完(wan)全相(xiang)反(fan)狀態(tai)并存的(de)奇特狀況,這被稱為有效的(de)相(xiang)干(gan)疊加(jia)態(tai)。由(you)大(da)量(liang)微(wei)觀(guan)粒子(zi)組(zu)成的(de)宏觀(guan)世界是否也遵(zun)循(xun)量(liang)子(zi)疊加(jia)原理?奧地利物理學(xue)家薛定(ding)諤為此(ci)在1935年提出(chu)著名(ming)的(de)“薛定(ding)諤貓”佯(yang)謬。
“薛定諤貓(mao)(mao)(mao)(mao)(mao)”佯謬假(jia)設(she)了這(zhe)樣一種情(qing)況,將(jiang)一只貓(mao)(mao)(mao)(mao)(mao)關在(zai)(zai)裝有(you)少量鐳(lei)(lei)和氰化(hua)物(wu)的(de)密閉容器里(li)。鐳(lei)(lei)的(de)衰(shuai)(shuai)變(bian)存在(zai)(zai)幾(ji)率(lv),如果(guo)鐳(lei)(lei)發生(sheng)衰(shuai)(shuai)變(bian),會觸(chu)發機關打碎裝有(you)氰化(hua)物(wu)的(de)瓶(ping)子,貓(mao)(mao)(mao)(mao)(mao)就會死;如果(guo)鐳(lei)(lei)不發生(sheng)衰(shuai)(shuai)變(bian),貓(mao)(mao)(mao)(mao)(mao)就存活(huo)(huo)。根據量子力學(xue)理論,由于放射性的(de)鐳(lei)(lei)處于衰(shuai)(shuai)變(bian)和沒有(you)衰(shuai)(shuai)變(bian)兩種狀態的(de)疊加,貓(mao)(mao)(mao)(mao)(mao)就理應處于死貓(mao)(mao)(mao)(mao)(mao)和活(huo)(huo)貓(mao)(mao)(mao)(mao)(mao)的(de)疊加狀態。這(zhe)只既死又(you)活(huo)(huo)的(de)貓(mao)(mao)(mao)(mao)(mao)就是所謂的(de)“薛定諤貓(mao)(mao)(mao)(mao)(mao)”。
顯(xian)然(ran),既(ji)死又活(huo)的貓是荒謬的,可這使微觀(guan)(guan)(guan)不確定(ding)(ding)原理(li)變成(cheng)了(le)宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)不確定(ding)(ding)原理(li),客(ke)觀(guan)(guan)(guan)規律不以人(ren)的意志(zhi)為轉移,貓既(ji)活(huo)又死違背了(le)邏輯思維。薛定(ding)(ding)諤(e)(e)(e)想要借此(ci)闡(chan)述(shu)的物理(li)問題,宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)世界是否也遵從適用于微觀(guan)(guan)(guan)尺(chi)度的量(liang)子(zi)疊(die)加(jia)原理(li)。“薛定(ding)(ding)諤(e)(e)(e)貓”佯謬巧妙地把微觀(guan)(guan)(guan)放射(she)源和宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)的貓聯系起來(lai),旨在否定(ding)(ding)宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)世界存(cun)在量(liang)子(zi)疊(die)加(jia)態。然(ran)而隨(sui)著量(liang)子(zi)力學(xue)(xue)的發展(zhan),科學(xue)(xue)家(jia)已(yi)先后通(tong)過(guo)各種方案獲得了(le)宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)量(liang)子(zi)疊(die)加(jia)態。此(ci)前,科學(xue)(xue)家(jia)最多使4個離子(zi)或5個光(guang)子(zi)達到“薛定(ding)(ding)諤(e)(e)(e)貓”態。如(ru)何使更多粒子(zi)構成(cheng)的系統達到這種狀態并保存(cun)更長時間,已(yi)成(cheng)為實驗物理(li)學(xue)(xue)的一大挑戰。
美國國家(jia)標準和技術研(yan)究所(suo)的(de)(de)萊布弗里特等(deng)人(ren)(ren)在最(zui)新一(yi)(yi)期(qi)《自然(ran)》雜志上(shang)稱,他們已實現(xian)擁有(you)粒子(zi)(zi)較多而且(qie)持(chi)續(xu)時(shi)(shi)間最(zui)長的(de)(de)“薛(xue)定(ding)諤(e)(e)貓”態。實驗中(zhong)(zhong),研(yan)究人(ren)(ren)員(yuan)將鈹離(li)(li)子(zi)(zi)每隔若干微(wei)(wei)米“固定(ding)”在電(dian)磁(ci)場阱中(zhong)(zhong),然(ran)后(hou)用激光(guang)使鈹離(li)(li)子(zi)(zi)冷卻到接近絕對(dui)零度,并分三(san)步操縱(zong)這些離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)運(yun)動(dong)。為了讓(rang)盡可(ke)能多的(de)(de)粒子(zi)(zi)在盡可(ke)能長的(de)(de)時(shi)(shi)間里實現(xian)“薛(xue)定(ding)諤(e)(e)貓”態,研(yan)究人(ren)(ren)員(yuan)一(yi)(yi)方面提高激光(guang)的(de)(de)冷卻效(xiao)率(lv),另(ling)一(yi)(yi)方面使電(dian)磁(ci)場阱盡可(ke)能多地吸(xi)收離(li)(li)子(zi)(zi)振動(dong)發出(chu)的(de)(de)熱量。最(zui)終,他們使6個鈹離(li)(li)子(zi)(zi)在50微(wei)(wei)秒內(nei)同時(shi)(shi)順(shun)時(shi)(shi)針自旋和逆(ni)時(shi)(shi)針自旋,實現(xian)了兩種相反量子(zi)(zi)態的(de)(de)等(deng)量疊(die)加糾纏,也就(jiu)是(shi)“薛(xue)定(ding)諤(e)(e)貓”態。
奧地利(li)因斯(si)布(bu)魯克大學的研究人員也(ye)在同期(qi)《自然(ran)》雜(za)志(zhi)上報告說,他們在8個離子(zi)的系統中實(shi)現(xian)了“薛定諤貓”態,維(wei)持時間稍(shao)短(duan)。
2023年(nian)5月,瑞(rui)士(shi)蘇黎世聯邦理工學(xue)院科(ke)學(xue)家讓一個(ge)“體重”為16微(wei)克(質量為原(yuan)子或分子的幾十億倍(bei))的微(wei)小晶體處于兩個(ge)振蕩狀態的疊加(jia)態,創建了迄今最重“薛定諤的貓”。
科學家稱,“薛定諤貓(mao)”態(tai)不僅(jin)具有(you)(you)理論(lun)研究意(yi)義,也(ye)(ye)有(you)(you)實際(ji)應用(yong)的(de)潛力。比如,多(duo)粒(li)子(zi)的(de)“薛定諤貓(mao)”態(tai)系統可以作為未來(lai)高容錯量(liang)子(zi)計算機的(de)核心(xin)部件,也(ye)(ye)可以用(yong)來(lai)制(zhi)造極其(qi)靈敏的(de)傳感(gan)器以及(ji)原子(zi)鐘(zhong)、干涉儀等精密測(ce)量(liang)裝備。
量子派后來有一個(ge)被(bei)哄傳得很廣的論(lun)調(diao)說
“當我(wo)們(men)不(bu)(bu)觀察時,月(yue)(yue)(yue)亮(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)不(bu)(bu)存在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)”,這稍稍偏離了本意,準確來(lai)說,因為(wei)月(yue)(yue)(yue)亮(liang)(liang)(liang)也是(shi)(shi)由不(bu)(bu)確定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)子組成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de),所以如果我(wo)們(men)轉過(guo)頭不(bu)(bu)去(qu)看月(yue)(yue)(yue)亮(liang)(liang)(liang),那一(yi)(yi)大(da)堆(dui)粒(li)子就開始按照波(bo)函數彌散開去(qu)。于是(shi)(shi)乎,月(yue)(yue)(yue)亮(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)邊緣開始顯得模(mo)糊而(er)不(bu)(bu)確定,它(ta)逐漸“融(rong)化”,變成(cheng)(cheng)概(gai)率波(bo)擴散到周圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)空間里去(qu)。當然這么大(da)一(yi)(yi)個月(yue)(yue)(yue)亮(liang)(liang)(liang)完全融(rong)化成(cheng)(cheng)空間中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)概(gai)率是(shi)(shi)需要很長很長時間的(de)(de)(de)(de)(de)(de),不(bu)(bu)過(guo)問題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實質(zhi)是(shi)(shi):要是(shi)(shi)不(bu)(bu)觀察月(yue)(yue)(yue)亮(liang)(liang)(liang),它(ta)就從確定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀態(tai)變成(cheng)(cheng)無數不(bu)(bu)確定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疊加。不(bu)(bu)觀察它(ta)時,一(yi)(yi)個確定的(de)(de)(de)(de)(de)(de),客觀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)月(yue)(yue)(yue)亮(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)不(bu)(bu)存在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。但只要一(yi)(yi)回頭,一(yi)(yi)輪(lun)明月(yue)(yue)(yue)便又高懸空中,似乎什(shen)么事也沒發生過(guo)一(yi)(yi)樣。但其實,量(liang)子力學定律將月(yue)(yue)(yue)亮(liang)(liang)(liang)這種巨(ju)大(da)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)函數限制在很小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域中,所以即使月(yue)(yue)(yue)亮(liang)(liang)(liang)彌散開去(qu),彌散的(de)(de)(de)(de)(de)(de)程(cheng)度也不(bu)(bu)是(shi)(shi)人(ren)眼能看出來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
測(ce)(ce)不(bu)(bu)準(zhun)(zhun)原理解釋:測(ce)(ce)量(liang)(liang)一(yi)個粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)位(wei)置和速度(du)(du),其辦(ban)法是(shi)將光(guang)照(zhao)到(dao)這粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)上(shang),一(yi)部(bu)分光(guang)波(bo)被(bei)此(ci)(ci)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)散射開,由此(ci)(ci)指明(ming)它的(de)(de)位(wei)置。人們不(bu)(bu)可能將粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)位(wei)置確(que)(que)定(ding)到(dao)到(dao)光(guang)的(de)(de)兩個波(bo)峰之間(jian)距離更小的(de)(de)程度(du)(du),故(gu)必須用短(duan)波(bo)長(chang)的(de)(de)光(guang)來(lai)測(ce)(ce)量(liang)(liang),至少(shao)要用一(yi)個光(guang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)。這量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)會擾(rao)動這粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi),并(bing)改變粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)速度(du)(du),而且位(wei)置測(ce)(ce)量(liang)(liang)得越(yue)(yue)準(zhun)(zhun)確(que)(que)所需的(de)(de)波(bo)長(chang)就越(yue)(yue)短(duan),單獨量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)能量(liang)(liang)就越(yue)(yue)大,粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)速度(du)(du)就被(bei)擾(rao)動得越(yue)(yue)厲(li)害。你對(dui)(dui)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)位(wei)置測(ce)(ce)量(liang)(liang)得越(yue)(yue)準(zhun)(zhun)確(que)(que),對(dui)(dui)速度(du)(du)的(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)(liang)就越(yue)(yue)不(bu)(bu)準(zhun)(zhun)確(que)(que)。(月亮不(bu)(bu)觀(guan)測(ce)(ce)時(shi)不(bu)(bu)是(shi)不(bu)(bu)存在,量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)態在觀(guan)測(ce)(ce)時(shi)由于觀(guan)測(ce)(ce)力(li)的(de)(de)相(xiang)互作(zuo)用而使波(bo)函數坍塌為確(que)(que)定(ding)值(zhi),微觀(guan)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)整體呈現規律性,宏觀(guan)尺(chi)度(du)(du)下觀(guan)測(ce)(ce)力(li)幾乎對(dui)(dui)其不(bu)(bu)影響。)(參考(kao)資(zi)料:史蒂芬.霍(huo)金所著《時(shi)間(jian)簡史》)
不能不承認,這(zhe)聽起來很有強烈的(de)(de)(de)主觀(guan)唯心(xin)論的(de)(de)(de)味道,它(ta)其(qi)實和我們通常理(li)解(jie)的(de)(de)(de)那(nei)種哲學(xue)理(li)論有一定區別,不過講(jiang)(jiang)到這(zhe)里,許多人(ren)大概都會自然(ran)而(er)然(ran)地(di)想(xiang)起貝(bei)克(ke)萊(lai)(George Berkeley)主教的(de)(de)(de)那(nei)句(ju)名言:“存(cun)在(zai)就(jiu)是(shi)(shi)被感(gan)知”(拉丁文:Esse Est Percipi)。這(zhe)句(ju)話(hua)要是(shi)(shi)稍(shao)微改一改講(jiang)(jiang)成“存(cun)在(zai)就(jiu)是(shi)(shi)被測量(liang)”,那(nei)就(jiu)和哥(ge)本(ben)(ben)哈(ha)根派的(de)(de)(de)意思(si)差不離了。貝(bei)克(ke)萊(lai)在(zai)哲學(xue)史上(shang)的(de)(de)(de)地(di)位無疑是(shi)(shi)重要的(de)(de)(de),人(ren)們通常樂于(yu)批判他,我們的(de)(de)(de)哥(ge)本(ben)(ben)哈(ha)根派是(shi)(shi)否比(bi)他走得(de)更遠呢(ni)?好歹貝(bei)克(ke)萊(lai)還認為(wei)事物是(shi)(shi)連續(xu)客觀(guan)地(di)存(cun)在(zai)的(de)(de)(de),因為(wei)總有“上(shang)帝”在(zai)不停地(di)看著一切。而(er)量(liang)子論?“陛下(xia),我不需要上(shang)帝這(zhe)個假設(she)”。
與貝克萊互(hu)相輝映的東方代表大概要算王(wang)陽(yang)明。他在(zai)(zai)《傳習(xi)錄·下》中也說過一(yi)(yi)句有名的話:“你未(wei)看此(ci)花(hua)時(shi),此(ci)花(hua)與汝同歸(gui)(gui)于寂(ji);你來看此(ci)花(hua)時(shi),則此(ci)花(hua)顏色一(yi)(yi)時(shi)明白起來……”如果王(wang)陽(yang)明懂(dong)量(liang)子論,他多半會說:“你未(wei)觀(guan)測(ce)此(ci)花(hua)時(shi),此(ci)花(hua)并未(wei)實(shi)在(zai)(zai)地存在(zai)(zai),按波(bo)(bo)函數而歸(gui)(gui)于寂(ji);你來觀(guan)測(ce)此(ci)花(hua)時(shi),則此(ci)花(hua)波(bo)(bo)函數發生(sheng)坍縮,它(ta)的顏色一(yi)(yi)時(shi)變成明白的實(shi)在(zai)(zai)……”測(ce)量(liang)即是(shi)理,測(ce)量(liang)外(wai)無理。
究竟是必(bi)然(ran)還是偶(ou)(ou)然(ran)決定(ding)(ding)了宇宙的(de)(de)命運?或者說(shuo):‘上(shang)帝’玩骰子嗎?這個(ge)是量(liang)(liang)子力(li)學和(he)相對(dui)(dui)論最大的(de)(de)爭議。量(liang)(liang)子力(li)學主張,世界(jie)是由(you)不確定(ding)(ding)的(de)(de)、隨機(ji)的(de)(de)事(shi)件(jian)決定(ding)(ding),這個(ge)不確定(ding)(ding)(后(hou)者叫波動)其(qi)實就(jiu)是辯證法主張的(de)(de)矛(mao)盾運作;而相對(dui)(dui)論則認為,世界(jie)應該是由(you)固定(ding)(ding)的(de)(de)、機(ji)械的(de)(de)規律統治(zhi),任何看似(si)偶(ou)(ou)然(ran)的(de)(de)事(shi)件(jian)背后(hou),其(qi)實都有(you)必(bi)然(ran)在支撐(cheng)。
關于薛定諤的(de)(de)貓(mao),許多(duo)非主流科學家是持懷疑態度的(de)(de),他們認為:這(zhe)個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)因是由“平行(xing)宇宙”(MWI)造成的(de)(de),即:當我們向(xiang)盒子(zi)里看時,整個(ge)(ge)世界分裂(lie)成它自(zi)(zi)己(ji)的(de)(de)兩(liang)個(ge)(ge)版本(ben)。這(zhe)兩(liang)個(ge)(ge)版本(ben)在(zai)其(qi)余的(de)(de)各個(ge)(ge)方面(mian)都(dou)是全同的(de)(de)。區別只(zhi)是在(zai)于其(qi)中(zhong)一(yi)(yi)個(ge)(ge)版本(ben)中(zhong),原(yuan)(yuan)子(zi)衰變了,貓(mao)死了;而在(zai)另一(yi)(yi)個(ge)(ge)版本(ben)中(zhong),原(yuan)(yuan)子(zi)沒有(you)衰變,貓(mao)還活著。在(zai)量子(zi)的(de)(de)多(duo)世界中(zhong),我們通過參與而選擇出自(zi)(zi)己(ji)的(de)(de)道路。在(zai)我們生活的(de)(de)這(zhe)個(ge)(ge)世界上(shang),沒有(you)隱變量,上(shang)帝不會擲骰子(zi),一(yi)(yi)切(qie)都(dou)是真實(shi)的(de)(de)。這(zhe)個(ge)(ge)觀(guan)點還有(you)更駭人(ren)聽聞的(de)(de)假設:量子(zi)自(zi)(zi)殺(sha)。
在(zai)(zai)量子(zi)(zi)力學(xue)里,量子(zi)(zi)自(zi)殺是想(xiang)法實驗,這(zhe)令(ling)人毛骨悚然和啼(ti)笑皆非(fei)的(de)實驗在(zai)(zai)80年(nian)(nian)代(dai)末(mo)由(you)Hans Moravec,Bruno Marchal等人提(ti)出(chu),而又在(zai)(zai)1998年(nian)(nian)為(wei)宇(yu)(yu)宙(zhou)學(xue)家Max Tegmark針對(dui)哥本哈根(gen)“波函數坍縮”中的(de)“意(yi)識怪獸”,在(zai)(zai)那篇廣為(wei)人知的(de)宣傳(chuan)MWI的(de)論(lun)文中所發展和重(zhong)提(ti)。Max Tegmark認(ren)為(wei)宇(yu)(yu)宙(zhou)有多個,量子(zi)(zi)的(de)不(bu)確定性被分(fen)配到各個宇(yu)(yu)宙(zhou)去,只(zhi)要從主觀視(shi)角(jiao)來看,不(bu)但一(yi)個人永(yong)遠(yuan)無法完成自(zi)殺,事實上(shang)他一(yi)旦開始(shi)存(cun)在(zai)(zai),就永(yong)遠(yuan)不(bu)會消失。總(zong)存(cun)在(zai)(zai)著一(yi)些量子(zi)(zi)效(xiao)應,使(shi)得一(yi)個人不(bu)會衰老(lao),而按照MWI,這(zhe)些非(fei)常低的(de)概率總(zong)是對(dui)應于某個實際的(de)世界!
在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)套設備里,利用(yong)原子(zi)衰(shuai)變(bian)來(lai)控制扣動一(yi)(yi)把(ba)槍的(de)(de)(de)扳機(ji),我們就可(ke)以(yi)(yi)觀測當(dang)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)人(ren)被(bei)(bei)打(da)死(si)了(le)(如(ru)(ru)(ru)果衰(shuai)變(bian)-->開槍)或者沒有(沒有衰(shuai)變(bian))。他(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)遲早被(bei)(bei)打(da)死(si),因為(wei)隨著原子(zi)衰(shuai)變(bian)概率(lv)的(de)(de)(de)增(zeng)加,槍的(de)(de)(de)扳機(ji)遲早會扣動。但對(dui)當(dang)事人(ren)本身的(de)(de)(de)角度來(lai)說完全不是(shi)(shi)(shi)這(zhe)樣。因為(wei)對(dui)他(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)唯(wei)一(yi)(yi)有意(yi)義的(de)(de)(de)就是(shi)(shi)(shi)“那(nei)些他(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)活著的(de)(de)(de)世界(jie)”。永遠都(dou)會有一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)他(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)活在(zai)(zai)(zai)某(mou)個(ge)(ge)(ge)世界(jie)。如(ru)(ru)(ru)果平行宇(yu)宙理論(lun)是(shi)(shi)(shi)正確的(de)(de)(de),那(nei)么(me)(me)對(dui)于某(mou)人(ren)來(lai)說,他(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)無論(lun)如(ru)(ru)(ru)何試圖(tu)去(qu)自殺都(dou)不會死(si)。要是(shi)(shi)(shi)他(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)拿刀抹脖(bo)子(zi),那(nei)么(me)(me)因為(wei)組(zu)成刀的(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)群符合波(bo)動方(fang)(fang)程的(de)(de)(de)粒子(zi),所以(yi)(yi)總(zong)有一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)非常非常小的(de)(de)(de)可(ke)能性,以(yi)(yi)某(mou)種方(fang)(fang)式絲毫(hao)無損地穿透了(le)該(gai)人(ren)的(de)(de)(de)脖(bo)子(zi),從而保持(chi)該(gai)人(ren)不死(si)!當(dang)然這(zhe)個(ge)(ge)(ge)概率(lv)極小極小,但按照(zhao)MWI,一(yi)(yi)切可(ke)能發(fa)生的(de)(de)(de)都(dou)實(shi)(shi)際發(fa)生了(le),所以(yi)(yi)這(zhe)個(ge)(ge)(ge)現象總(zong)會發(fa)生在(zai)(zai)(zai)某(mou)個(ge)(ge)(ge)宇(yu)宙!其(qi)實(shi)(shi)不管換什么(me)(me)方(fang)(fang)式自殺都(dou)一(yi)(yi)樣,跳樓也(ye)好(hao),臥軌(gui)也(ye)好(hao),上吊也(ye)好(hao),總(zong)存在(zai)(zai)(zai)那(nei)么(me)(me)一(yi)(yi)些宇(yu)宙,讓他(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)還活著。從該(gai)人(ren)自身的(de)(de)(de)視角來(lai)看,他(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)怎么(me)(me)死(si)都(dou)死(si)不掉!當(dang)然在(zai)(zai)(zai)其(qi)他(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)無窮個(ge)(ge)(ge)宇(yu)宙里,他(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)親朋好(hao)友卻要為(wei)他(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)哀悼了(le)。這(zhe)實(shi)(shi)際上也(ye)是(shi)(shi)(shi)薛定諤(e)貓(mao)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)真(zhen)人(ren)版(ban)。大家知道在(zai)(zai)(zai)貓(mao)實(shi)(shi)驗里,如(ru)(ru)(ru)果原子(zi)衰(shuai)變(bian),貓(mao)就被(bei)(bei)毒死(si),反(fan)之(zhi)則存活。對(dui)此(ci),哥本哈(ha)根派的(de)(de)(de)解釋:在(zai)(zai)(zai)我們沒有觀測它之(zhi)前(qian),貓(mao)是(shi)(shi)(shi)“又死(si)又活”的(de)(de)(de),而觀測后(hou)貓(mao)的(de)(de)(de)波(bo)函數發(fa)生坍縮(suo),貓(mao)要么(me)(me)死(si)要么(me)(me)活。MWI則聲稱:每次實(shi)(shi)驗必定同時產生一(yi)(yi)只活貓(mao)和一(yi)(yi)只死(si)貓(mao),只不過它們存在(zai)(zai)(zai)于兩(liang)個(ge)(ge)(ge)平行的(de)(de)(de)世界(jie)中。
這樣(yang)一(yi)(yi)來,薛定(ding)諤的貓(mao)(mao)也(ye)不必再為死(si)(si)活(huo)(huo)(huo)問(wen)題困擾。只不過是宇宙(zhou)(zhou)分裂成了(le)(le)兩(liang)個(ge)(ge),一(yi)(yi)個(ge)(ge)有活(huo)(huo)(huo)貓(mao)(mao),一(yi)(yi)個(ge)(ge)有死(si)(si)貓(mao)(mao)罷了(le)(le)。對于那(nei)個(ge)(ge)活(huo)(huo)(huo)貓(mao)(mao)的宇宙(zhou)(zhou),貓(mao)(mao)是一(yi)(yi)直活(huo)(huo)(huo)著的,不存(cun)在(zai)(zai)死(si)(si)活(huo)(huo)(huo)疊加的問(wen)題。對于死(si)(si)貓(mao)(mao)的宇宙(zhou)(zhou),貓(mao)(mao)在(zai)(zai)分裂的那(nei)一(yi)(yi)刻就實(shi)實(shi)在(zai)(zai)在(zai)(zai)地死(si)(si)了(le)(le),不要(yao)等人們打開(kai)容器才“坍縮”,從而(er)蓋棺定(ding)論。
從宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)誕(dan)生(sheng)以來,已經進行過無(wu)(wu)數次這樣的(de)(de)分裂,它(ta)的(de)(de)數量以幾(ji)何(he)級數增長,很(hen)(hen)快趨于無(wu)(wu)窮(qiong)。我們處于的(de)(de)這個(ge)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)只不(bu)過是(shi)(shi)其中(zhong)(zhong)的(de)(de)一(yi)個(ge),在(zai)(zai)(zai)它(ta)之(zhi)外,還有(you)(you)(you)非常(chang)(chang)多(duo)的(de)(de)其他的(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)。有(you)(you)(you)些和我們很(hen)(hen)接近(jin),那(nei)是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)家譜樹上最近(jin)剛剛分離出(chu)來的(de)(de),而那(nei)些從遙遠的(de)(de)古代就(jiu)同(tong)我們分道揚鑣的(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)則可(ke)能非常(chang)(chang)不(bu)同(tong)。也許在(zai)(zai)(zai)某個(ge)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)中(zhong)(zhong),小行星(xing)(xing)并(bing)未撞(zhuang)擊地球,恐龍仍是(shi)(shi)世界主宰。在(zai)(zai)(zai)某個(ge)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)中(zhong)(zhong),埃及(ji)艷(yan)后(hou)(hou)克(ke)婁帕特(te)拉的(de)(de)鼻子稍(shao)短了(le)一(yi)點,沒(mei)有(you)(you)(you)叫凱撒和安東尼怦然心動。那(nei)些反對歷(li)史(shi)(shi)決定(ding)論的(de)(de)“鼻子派歷(li)史(shi)(shi)學家”一(yi)定(ding)會對后(hou)(hou)來的(de)(de)發(fa)展大(da)感興趣,看看是(shi)(shi)不(bu)是(shi)(shi)真的(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)歷(li)史(shi)(shi)蝴蝶效應。在(zai)(zai)(zai)某個(ge)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)中(zhong)(zhong),格(ge)魯希(xi)沒(mei)有(you)(you)(you)在(zai)(zai)(zai)滑鐵盧遲到,而希(xi)特(te)勒沒(mei)有(you)(you)(you)在(zai)(zai)(zai)敦(dun)刻爾(er)克(ke)前(qian)下達停止進攻的(de)(de)命(ming)(ming)令。而在(zai)(zai)(zai)更多(duo)的(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)里,因為物理常(chang)(chang)數的(de)(de)不(bu)適合(he),根本就(jiu)沒(mei)有(you)(you)(you)生(sheng)命(ming)(ming)和行星(xing)(xing)的(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)。
似(si)乎這個結論是可以將整(zheng)個量子力學和相(xiang)對(dui)論聯系(xi)起來,或者說,是用(yong)相(xiang)對(dui)論取代了量子力學。
且慢!仔細考慮一(yi)(yi)下:每(mei)一(yi)(yi)個(ge)電子的(de)(de)(de)跳躍,每(mei)一(yi)(yi)個(ge)光子的(de)(de)(de)衍射,我(wo)在鍵盤上敲打(da)的(de)(de)(de)每(mei)一(yi)(yi)個(ge)字符,都可以創造一(yi)(yi)個(ge)宇(yu)宙?那(nei)么,自(zi)大爆炸以來,究竟(jing)有多(duo)少個(ge)宇(yu)宙被創造出來了(le)(le)?宇(yu)宙的(de)(de)(de)數量每(mei)秒鐘都在以駭(hai)人(ren)聽聞的(de)(de)(de)速度增(zeng)長?這(zhe)個(ge)理(li)論(lun)(lun)似乎(hu)是要為了(le)(le)解釋一(yi)(yi)個(ge)小小的(de)(de)(de)電子的(de)(de)(de)衍射而興師(shi)動眾的(de)(de)(de)創造一(yi)(yi)個(ge)龐(pang)大的(de)(de)(de)宇(yu)宙呀(ya)!也沒(mei)有任何(he)證據能(neng)夠證明這(zhe)個(ge)理(li)論(lun)(lun),這(zhe)個(ge)理(li)論(lun)(lun)的(de)(de)(de)成本太(tai)高(gao)了(le)(le)。
量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)力(li)學作為20世紀最(zui)(zui)有(you)突破的(de)(de)(de)科學成就(jiu)之(zhi)一(yi),也(ye)是(shi)最(zui)(zui)具爭(zheng)議的(de)(de)(de)科學之(zhi)一(yi)。“薛定諤(e)的(de)(de)(de)貓”很好的(de)(de)(de)闡述了(le)這一(yi)現狀(zhuang)。人們(men)不(bu)能接受量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)力(li)學是(shi)因(yin)為它的(de)(de)(de)不(bu)確定性。對(dui)于傳統的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)理學來說(shuo),只(zhi)要找到(dao)了(le)事(shi)物(wu)(wu)(wu)(wu)之(zhi)間相關的(de)(de)(de)聯系,就(jiu)能在每時(shi)每刻(ke)確定,事(shi)物(wu)(wu)(wu)(wu)之(zhi)間相關的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)理數(shu)據(ju),比如說(shuo),物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)運(yun)行距離等于物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)(de)速度乘以物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)運(yun)行的(de)(de)(de)時(shi)間,只(zhi)要知道物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)(de)速度,你每時(shi)每刻(ke)都能計算出物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)運(yun)行了(le)多遠,然(ran)而海森堡提出的(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)不(bu)確定性原理使(shi)得你無(wu)法預知一(yi)個(ge)微觀粒(li)子(zi)(zi)未來的(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)。正(zheng)如愛(ai)因(yin)斯坦所(suo)說(shuo)的(de)(de)(de):上帝不(bu)玩骰子(zi)(zi),但是(shi)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)力(li)學讓我們(men)不(bu)得不(bu)相信(xin),上帝似乎是(shi)玩骰子(zi)(zi)的(de)(de)(de)。