薛(xue)定諤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)貓(mao)(英(ying)文名(ming)稱:Schr?dinger’s Cat)是奧地利(li)著名(ming)物(wu)理學(xue)(xue)(xue)家(jia)薛(xue)定諤(Erwin Schr?dinger,1887年8月12日~1961年1月4日)提(ti)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)思想實驗,是指將一(yi)只(zhi)貓(mao)關(guan)在(zai)(zai)裝(zhuang)(zhuang)有少量(liang)鐳(lei)和(he)氰化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)密閉容器里。鐳(lei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)幾率,如果鐳(lei)發(fa)生衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian),會(hui)觸發(fa)機關(guan)打碎裝(zhuang)(zhuang)有氰化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)瓶子(zi),貓(mao)就會(hui)死;如果鐳(lei)不發(fa)生衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian),貓(mao)就存(cun)(cun)(cun)活(huo)。根據量(liang)子(zi)力學(xue)(xue)(xue)理論,由于(yu)(yu)放(fang)射性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐳(lei)處于(yu)(yu)衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)和(he)沒有衰(shuai)(shuai)變(bian)(bian)兩種狀態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疊加(jia),貓(mao)就理應(ying)處于(yu)(yu)死貓(mao)和(he)活(huo)貓(mao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疊加(jia)狀態。這只(zhi)既(ji)死又活(huo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)貓(mao)就是所謂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“薛(xue)定諤貓(mao)”。但是,不可能存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)既(ji)死又活(huo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)貓(mao),則必(bi)須在(zai)(zai)打開容器后(hou)才知道結果。該實驗試圖從宏觀尺度(du)闡述微(wei)觀尺度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)子(zi)疊加(jia)原理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題,巧妙地把微(wei)觀物(wu)質(zhi)在(zai)(zai)觀測(ce)后(hou)是粒子(zi)還(huan)是波的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)形式和(he)宏觀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)貓(mao)聯(lian)系起來(lai),以此求(qiu)證觀測(ce)介入(ru)時量(liang)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)形式。隨著量(liang)子(zi)物(wu)理學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展,薛(xue)定諤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)貓(mao)還(huan)延伸出了平行宇宙(zhou)等物(wu)理問題和(he)哲學(xue)(xue)(xue)爭議(yi)。
2023年5月,瑞士蘇黎世聯邦理工學院科學家(jia)創(chuang)建(jian)了(le)迄(qi)今最(zui)重(zhong)“薛(xue)定諤的貓(mao)”。
“薛定諤的(de)(de)貓(mao)”是(shi)由(you)奧(ao)地利物(wu)理學家薛定諤于1935年(nian)提(ti)出(chu)(chu)的(de)(de)有關貓(mao)生死(si)疊加的(de)(de)著名思(si)想實(shi)驗,是(shi)把微(wei)觀(guan)領域的(de)(de)量子(zi)行(xing)為擴展到宏觀(guan)世界的(de)(de)推演。這(zhe)里必須要認識量子(zi)行(xing)為的(de)(de)一(yi)個(ge)現象——觀(guan)測。微(wei)觀(guan)物(wu)質有不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)存在形(xing)式,即粒子(zi)和(he)波。通常,微(wei)觀(guan)物(wu)質以波的(de)(de)疊加混沌態(tai)存在;一(yi)旦觀(guan)測后,它(ta)們立刻選擇成為粒子(zi)。實(shi)驗是(shi)這(zhe)樣的(de)(de),在一(yi)個(ge)盒子(zi)里有一(yi)只貓(mao),以及少量放(fang)(fang)射(she)性(xing)(xing)物(wu)質。之后,有50%的(de)(de)概率放(fang)(fang)射(she)性(xing)(xing)物(wu)質將(jiang)會衰(shuai)變(bian)并釋放(fang)(fang)出(chu)(chu)毒(du)氣殺死(si)這(zhe)只貓(mao),同(tong)(tong)時(shi)有50%的(de)(de)概率放(fang)(fang)射(she)性(xing)(xing)物(wu)質不(bu)會衰(shuai)變(bian)而貓(mao)將(jiang)活下來。
根據經典物(wu)理學(xue),在盒(he)子(zi)(zi)里必將發生(sheng)這兩(liang)個(ge)結(jie)(jie)果之一(yi),而(er)外部觀測者只(zhi)有打(da)開盒(he)子(zi)(zi)才能知道里面的(de)(de)結(jie)(jie)果。在量子(zi)(zi)的(de)(de)世界(jie)里,當盒(he)子(zi)(zi)處于關閉(bi)狀(zhuang)態,整個(ge)系統則一(yi)直(zhi)保(bao)持不(bu)確(que)定(ding)(ding)性的(de)(de)波態,即貓(mao)(mao)生(sheng)死(si)疊加(jia)。貓(mao)(mao)到底是死(si)是活(huo)必須在盒(he)子(zi)(zi)打(da)開后,外部觀測者觀測時,物(wu)質以粒(li)子(zi)(zi)形式(shi)表現后才能確(que)定(ding)(ding)。這項(xiang)實驗旨在論證量子(zi)(zi)力學(xue)對微(wei)觀粒(li)子(zi)(zi)世界(jie)超(chao)乎常理的(de)(de)認識和理解,可這使微(wei)觀不(bu)確(que)定(ding)(ding)原理變成(cheng)了(le)宏觀不(bu)確(que)定(ding)(ding)原理,客觀規律不(bu)以人(ren)的(de)(de)意志為轉移,貓(mao)(mao)既活(huo)又死(si)違(wei)背(bei)了(le)邏輯(ji)思維。
薛定(ding)諤的(de)貓(Schr?dinger's Cat)是關于量子理論的(de)一個(ge)思想(xiang)實驗。
盡管量(liang)(liang)子(zi)論(lun)的誕(dan)生已經(jing)過(guo)了(le)一個(ge)(ge)世(shi)紀,其輝煌鼎盛與繁(fan)榮也過(guo)了(le)半(ban)個(ge)(ge)世(shi)紀。量(liang)(liang)子(zi)理論(lun)曾經(jing)引起的困(kun)惑(huo)直(zhi)到21世(shi)紀仍(reng)困(kun)惑(huo)著人們。正如玻爾的名(ming)言:“誰要(yao)是(shi)第(di)一次聽到量(liang)(liang)子(zi)理論(lun)時沒(mei)(mei)有發(fa)火,那他一定(ding)沒(mei)(mei)聽懂。”薛定(ding)諤的貓是(shi)諸多量(liang)(liang)子(zi)困(kun)惑(huo)中有代表性的一個(ge)(ge)。
薛定諤嘗試著用(yong)一(yi)個思想實驗來檢(jian)驗量子(zi)理論隱含(han)的不確(que)定之處(chu)。
設想在一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)封閉的(de)(de)(de)匣子(zi)(zi)里,有一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)只(zhi)(zhi)活(huo)貓(mao)(mao)及一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)瓶毒藥(yao)(yao)。當衰(shuai)(shuai)變發生(sheng)時,藥(yao)(yao)瓶被打破,貓(mao)(mao)將被毒死(si)。按(an)照常識,貓(mao)(mao)可能(neng)(neng)死(si)了(le)也可能(neng)(neng)還(huan)活(huo)著。毒藥(yao)(yao)瓶上(shang)有一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)錘(chui)子(zi)(zi),錘(chui)子(zi)(zi)由(you)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)電子(zi)(zi)開(kai)關控(kong)(kong)制,電子(zi)(zi)開(kai)關由(you)放射(she)性原子(zi)(zi)控(kong)(kong)制。如果(guo)原子(zi)(zi)核衰(shuai)(shuai)變,則(ze)放出(chu)阿(a)爾法(fa)(fa)粒(li)子(zi)(zi),觸動電子(zi)(zi)開(kai)關,錘(chui)子(zi)(zi)落下,砸(za)碎毒藥(yao)(yao)瓶,釋放出(chu)里面的(de)(de)(de)氰(qing)化物(wu)氣體(ti),貓(mao)(mao)必死(si)無疑。原子(zi)(zi)核的(de)(de)(de)衰(shuai)(shuai)變是隨機事件(jian),物(wu)理學家所(suo)能(neng)(neng)精確(que)知道(dao)的(de)(de)(de)只(zhi)(zhi)是半衰(shuai)(shuai)期——衰(shuai)(shuai)變一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)半所(suo)需要的(de)(de)(de)時間。如果(guo)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)放射(she)性元素的(de)(de)(de)半衰(shuai)(shuai)期是一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)天,則(ze)過一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)天,該元素就(jiu)少了(le)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)半,再(zai)過一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)天,就(jiu)少了(le)剩下的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)半。物(wu)理學家卻無法(fa)(fa)知道(dao),它(ta)在什么時候衰(shuai)(shuai)變,上(shang)午(wu),還(huan)是下午(wu)。當然,物(wu)理學家知道(dao)它(ta)在上(shang)午(wu)或(huo)下午(wu)衰(shuai)(shuai)變的(de)(de)(de)幾(ji)(ji)率——也就(jiu)是貓(mao)(mao)在上(shang)午(wu)或(huo)者(zhe)下午(wu)死(si)亡的(de)(de)(de)幾(ji)(ji)率。如果(guo)我們(men)不(bu)(bu)揭開(kai)密室的(de)(de)(de)蓋子(zi)(zi),根據我們(men)在日常生(sheng)活(huo)中的(de)(de)(de)經驗(yan),可以認定(ding),貓(mao)(mao)或(huo)者(zhe)死(si),或(huo)者(zhe)活(huo)。這是它(ta)的(de)(de)(de)兩種(zhong)(zhong)本(ben)征(zheng)態。如果(guo)我們(men)用薛(xue)定(ding)諤方程來描述薛(xue)定(ding)諤貓(mao)(mao),則(ze)只(zhi)(zhi)能(neng)(neng)說,它(ta)處(chu)于(yu)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)活(huo)與不(bu)(bu)活(huo)的(de)(de)(de)疊加(jia)態。我們(men)只(zhi)(zhi)有在揭開(kai)蓋子(zi)(zi)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)瞬間,才(cai)能(neng)(neng)確(que)切地知道(dao)貓(mao)(mao)是死(si)是活(huo)。此時,貓(mao)(mao)構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)波函(han)數(shu)由(you)疊加(jia)態立即收縮到某一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)本(ben)征(zheng)態。
量子(zi)理(li)論認為(wei),如(ru)果沒(mei)有(you)揭開蓋子(zi),進行(xing)觀察(cha),我們(men)永(yong)遠也不知道貓是死是活,它(ta)將永(yong)遠處于既死又活的(de)疊加態,可這使微觀不確定(ding)原理(li)變成了(le)宏觀不確定(ding)原理(li),客觀規律不以人的(de)意(yi)志(zhi)為(wei)轉移,貓既活又死違(wei)背(bei)了(le)邏輯思維(wei)。
薛定諤(e)挖(wa)苦(ku)說,按照(zhao)量子力(li)學的解釋,容器中的貓處于“死(si)-活疊加態(tai)”——既(ji)死(si)了又活著(zhu)。要等到(dao)打開容器看(kan)(kan)貓一(yi)眼才決定其生(sheng)死(si)。(請注意(yi),不(bu)是發(fa)現而是決定,僅僅看(kan)(kan)一(yi)眼就足以致命。)正像哈姆雷(lei)特王(wang)子(引用(yong)自(zi)莎士(shi)比(bi)亞的名言(yan))所說:“生(sheng)存還是死(si)亡(wang),這是一(yi)個問題。”只有當你打開盒子的時候,疊加態(tai)突然結束(在(zai)數學術(shu)語(yu)就是“波函數坍縮(suo)(collapse)”,哈姆雷(lei)特王(wang)子的猶豫才終于結束,我們知道(dao)了貓的確定態(tai)——死(si),或者活。
哥本哈(ha)根的(de)幾率(lv)詮(quan)釋(shi)的(de)優點:只出(chu)現一(yi)(yi)個結果,這與(yu)我(wo)們(men)觀測(ce)到的(de)結果相(xiang)符合。有一(yi)(yi)個大的(de)問題(ti),它要(yao)求波(bo)函數(shu)突然坍縮,可(ke)物理(li)學中沒有一(yi)(yi)個公式能夠描述這種坍縮。盡管如此,長期以來物理(li)學家們(men)出(chu)于(yu)(yu)或許實用主(zhu)義的(de)考慮,還是接受了哥本哈(ha)根的(de)詮(quan)釋(shi)。付出(chu)的(de)代價,違反了薛定諤方程。這就難怪薛定諤一(yi)(yi)直耿耿于(yu)(yu)懷了。
思想實驗告(gao)訴(su)我們:除非進行(xing)(xing)觀(guan)測,否則一(yi)(yi)切都(dou)不(bu)是(shi)確(que)定(ding)(ding)的(de)(de)(de),可這(zhe)使(shi)微(wei)觀(guan)不(bu)確(que)定(ding)(ding)原(yuan)(yuan)理(li)(li)(li)變成(cheng)了(le)宏(hong)觀(guan)不(bu)確(que)定(ding)(ding)原(yuan)(yuan)理(li)(li)(li),客(ke)觀(guan)規律不(bu)以人的(de)(de)(de)意(yi)志為轉移(yi),貓既(ji)活又死違背(bei)了(le)邏輯思維。愛(ai)因(yin)斯坦(tan)(tan)和(he)少數非主流(liu)派物(wu)理(li)(li)(li)學家拒絕(jue)接(jie)受由波爾及(ji)其(qi)同(tong)事創(chuang)立的(de)(de)(de)理(li)(li)(li)論結果。量子(zi)力學告(gao)訴(su)我們,存在一(yi)(yi)個中(zhong)間(jian)態(tai),貓既(ji)不(bu)死也不(bu)活,直到進行(xing)(xing)觀(guan)察看(kan)看(kan)發生(sheng)了(le)什么(me)。愛(ai)因(yin)斯坦(tan)(tan)認(ren)為,量子(zi)力學只不(bu)過是(shi)對原(yuan)(yuan)子(zi)及(ji)亞(ya)原(yuan)(yuan)子(zi)粒(li)子(zi)行(xing)(xing)為的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個合(he)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)描述,這(zhe)是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)唯(wei)象理(li)(li)(li)論,它本身(shen)不(bu)是(shi)終極真理(li)(li)(li)。他說過一(yi)(yi)句名言:“上帝不(bu)會擲骰子(zi)。”他不(bu)承認(ren)薛定(ding)(ding)諤的(de)(de)(de)貓的(de)(de)(de)非本征態(tai)之(zhi)說,認(ren)為一(yi)(yi)定(ding)(ding)有一(yi)(yi)個內在的(de)(de)(de)機制組成(cheng)了(le)事物(wu)的(de)(de)(de)真實本性(xing)。愛(ai)因(yin)斯坦(tan)(tan)花了(le)數年(nian)時間(jian)企圖設計一(yi)(yi)個實驗來(lai)檢驗這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)內在真實性(xing)是(shi)否確(que)在起作用,但沒有完成(cheng)這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)設計就去世了(le)。
哥本哈根詮(quan)(quan)釋(shi)(shi)在很長(chang)的(de)一(yi)段時(shi)間成了正統的(de)、標準的(de)詮(quan)(quan)釋(shi)(shi)。那只(zhi)不(bu)(bu)死不(bu)(bu)活的(de)貓(mao)卻總是像惡夢一(yi)樣讓物理學家們不(bu)(bu)得安寧。格利賓在《尋找薛定諤(e)的(de)貓(mao)》中想(xiang)告訴(su)我們,哥本哈根詮(quan)(quan)釋(shi)(shi)在哪兒失敗?以及用什么詮(quan)(quan)釋(shi)(shi)可以替代(dai)它?
1957年,休(xiu)(xiu)·埃弗(fu)萊特提出的(de)“多世(shi)界詮釋(shi)(shi)”似乎為(wei)人們帶(dai)來(lai)了福音,由于它太離(li)奇開始沒有人認真對待。格利(li)賓認為(wei),多世(shi)界詮釋(shi)(shi)有許(xu)多優點(dian),由此它可以代(dai)替哥(ge)本哈根詮釋(shi)(shi)。我(wo)們下面簡(jian)單介紹一下休(xiu)(xiu)·埃弗(fu)萊特的(de)多世(shi)界詮釋(shi)(shi)。
格利賓在(zai)(zai)書(shu)中(zhong)(zhong)寫道(dao):“埃弗(fu)萊(lai)特……指出兩(liang)只(zhi)貓(mao)(mao)都(dou)是真(zhen)實(shi)的(de)(de)。有一只(zhi)活貓(mao)(mao),有一只(zhi)死貓(mao)(mao),它們位(wei)于不(bu)同(tong)的(de)(de)世界中(zhong)(zhong)。問題并(bing)不(bu)在(zai)(zai)于盒子(zi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)放射性原子(zi)是否衰變(bian)(bian),而在(zai)(zai)于它既衰變(bian)(bian)又不(bu)衰變(bian)(bian)。當我們向(xiang)盒子(zi)里看時,整個(ge)世界分(fen)裂成它自(zi)己(ji)的(de)(de)兩(liang)個(ge)版本。這兩(liang)個(ge)版本在(zai)(zai)其余的(de)(de)各個(ge)方面都(dou)是全同(tong)的(de)(de)。區別只(zhi)是在(zai)(zai)于其中(zhong)(zhong)一個(ge)版本中(zhong)(zhong),原子(zi)衰變(bian)(bian)了,貓(mao)(mao)死了;而在(zai)(zai)另一個(ge)版本中(zhong)(zhong),原子(zi)沒有衰變(bian)(bian),貓(mao)(mao)還活著(zhu)。”
也(ye)就是(shi)說(shuo)(shuo),上(shang)面說(shuo)(shuo)的(de)(de)(de)“原子(zi)衰變了,貓死了;原子(zi)沒有(you)(you)衰變,貓還(huan)活著(zhu)(zhu)”這(zhe)(zhe)兩個(ge)(ge)世(shi)界(jie)(jie)將完全(quan)相互獨立地演(yan)變下去,就像兩個(ge)(ge)平(ping)行的(de)(de)(de)世(shi)界(jie)(jie)一(yi)樣。格利(li)賓顯然(ran)十分(fen)贊賞這(zhe)(zhe)一(yi)詮釋,故他接著(zhu)(zhu)說(shuo)(shuo):“這(zhe)(zhe)聽起來就像科幻(huan)小(xiao)說(shuo)(shuo),然(ran)而……它是(shi)基(ji)(ji)于無懈(xie)可(ke)擊的(de)(de)(de)數學方程,基(ji)(ji)于量子(zi)力學樸實的(de)(de)(de)、自洽的(de)(de)(de)、符合邏輯(ji)的(de)(de)(de)結果(guo)。”“在量子(zi)的(de)(de)(de)多世(shi)界(jie)(jie)中(zhong),我(wo)們通過(guo)參與而選擇(ze)出自己的(de)(de)(de)道路(lu)。在我(wo)們生活的(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)世(shi)界(jie)(jie)上(shang),沒有(you)(you)隱(yin)變量,上(shang)帝(di)不會擲骰子(zi),一(yi)切(qie)都是(shi)真實的(de)(de)(de)。”按格利(li)賓所說(shuo)(shuo),愛因斯坦如果(guo)還(huan)活著(zhu)(zhu),他也(ye)許會同意并大大地贊揚這(zhe)(zhe)一(yi)個(ge)(ge)“沒有(you)(you)隱(yin)變量,上(shang)帝(di)不會擲骰子(zi)”的(de)(de)(de)理論。
這(zhe)個詮釋的(de)優點:薛定諤方(fang)程始終成立(li),波函數從不坍縮,由此(ci)它簡化(hua)了基本理(li)論(lun)。它的(de)問題設想過于離(li)奇,付出的(de)代價是這(zhe)些(xie)平(ping)行的(de)世(shi)界全都是同(tong)樣真實(shi)的(de)。這(zhe)就難怪有人說:“在(zai)科學史上,多世(shi)界詮釋無疑是目前所提出的(de)最大膽、最野心(xin)勃(bo)勃(bo)的(de)理(li)論(lun)。”
1996年(nian)5月(yue),美(mei)國(guo)科羅拉多(duo)州博(bo)爾德(de)的國(guo)家標準與技術研究所(suo)(NIST)的Monroe等人用單個(ge)(ge)(ge)鈹離(li)(li)子做成(cheng)了“薛定諤的貓”并拍下(xia)了快照,發(fa)現(xian)鈹離(li)(li)子在第一個(ge)(ge)(ge)空間位(wei)置(zhi)(zhi)上(shang)處于(yu)自(zi)旋向上(shang)的狀態,而(er)同時(shi)又在第二個(ge)(ge)(ge)空間位(wei)置(zhi)(zhi)上(shang)處于(yu)自(zi)旋向下(xia)的狀態,而(er)這兩個(ge)(ge)(ge)狀態相距(ju)80納米(mi)之(zhi)遙!(1納米(mi)等于(yu)1毫(hao)微米(mi))——這在原子尺度上(shang)是一個(ge)(ge)(ge)巨大的距(ju)離(li)(li)。想像這個(ge)(ge)(ge)鈹離(li)(li)子是個(ge)(ge)(ge)通靈大師,他在紐約與喜馬拉雅同時(shi)現(xian)身(shen),一個(ge)(ge)(ge)他正從摩(mo)天樓頂往下(xia)跳(tiao)傘;而(er)另(ling)一個(ge)(ge)(ge)他則正爬上(shang)雪(xue)山之(zhi)巔!——量子的這種(zhong)“化身(shen)博(bo)士”特點,物理學上(shang)稱“量子相干性”。
在(zai)實(shi)驗中(zhong),無論是(shi)多少概(gai)率存(cun)活或者死亡,相對于觀(guan)測者來說,在(zai)未觀(guan)測之前(qian),都(dou)存(cun)在(zai)不(bu)確(que)定(ding)(ding)性,即其(qi)存(cun)在(zai)疊加態。但將參考系建立在(zai)實(shi)驗對象貓身上,其(qi)結果已經確(que)定(ding)(ding),是(shi)客(ke)觀(guan)存(cun)在(zai)的(de),并非以外界觀(guan)測者是(shi)否觀(guan)測而決定(ding)(ding)其(qi)真(zhen)實(shi)的(de)結果。
分析上述后得出思考(kao),貓(mao)和外界(jie)觀(guan)(guan)測(ce)者(zhe)構(gou)成兩個相對的參(can)考(kao)系(xi)(xi),實(shi)(shi)驗開啟(qi)后,以貓(mao)為(wei)參(can)考(kao)系(xi)(xi)時(shi)(shi),其(qi)結(jie)果狀態為(wei)客(ke)觀(guan)(guan)真實(shi)(shi)確(que)定(ding);而(er)以外界(jie)觀(guan)(guan)測(ce)者(zhe)為(wei)參(can)考(kao)系(xi)(xi)時(shi)(shi),貓(mao)存在疊加(jia)態,這種疊加(jia)態不是(shi)客(ke)觀(guan)(guan)結(jie)果,而(er)是(shi)從未被觀(guan)(guan)測(ce)的狀態現象。
為(wei)了更直觀(guan)的(de)理解,將實驗過程視作事(shi)(shi)件(jian),當所選參考系(xi)(xi)不(bu)同時(shi),其不(bu)能等同于一個事(shi)(shi)件(jian)。當選取以(yi)貓為(wei)參考系(xi)(xi)時(shi),命名為(wei)A事(shi)(shi)件(jian),A事(shi)(shi)件(jian)結束(shu)(shu)狀態即貓參考系(xi)(xi)的(de)狀態;當選取以(yi)外界(jie)觀(guan)測者時(shi),命名為(wei)B事(shi)(shi)件(jian),未觀(guan)測時(shi),B事(shi)(shi)件(jian)尚未結束(shu)(shu),其處于疊(die)加(jia)態。觀(guan)測后(hou),B事(shi)(shi)件(jian)結束(shu)(shu),疊(die)加(jia)態坍(tan)縮,呈現其最終狀態。
埃爾溫·薛定諤在20世紀20年代中期創(chuang)立(li)了被稱為量(liang)子力學分支中的(de)一個方程。后來被稱之為薛定諤現六光(guang)子薛定諤貓態
方程(cheng):▽2ψ(x,y,z)+(8π2m/h2)[E-U(x,y,z)]ψ(x,y,z)=0
量(liang)子理論(lun)是(shi)20世(shi)紀科學的重大(da)進(jin)展之一,由于量(liang)子力學對傳統觀念所帶來的巨大(da)沖擊,連“量(liang)子”的提出者在內的科學家都想盡各種(zhong)辦法拒(ju)絕它,或做出各種(zhong)調和性的解釋(shi)。事(shi)實上,薛定諤就被量(liang)子力學的結果弄得心神不(bu)安,他不(bu)喜歡波(bo)粒二象性的二元解釋(shi)以及波(bo)的統計解釋(shi),試(shi)圖建立一個(ge)只用(yong)波(bo)來解釋(shi)的理論(lun)。
美國科(ke)學(xue)家宣布,他們成功(gong)讓6個鈹離子系統實現了(le)自旋方向完(wan)全相反的宏觀量(liang)子疊加(jia)態,也就是量(liang)子力學(xue)理論(lun)中的“薛(xue)定諤貓”態。
根據量子(zi)力學(xue)理(li)(li)論,物質在微觀尺度上存在兩種完全相(xiang)反(fan)狀態并存的奇(qi)特狀況,這被稱為有效的相(xiang)干疊加態。由大量微觀粒(li)子(zi)組成的宏觀世界是(shi)否也遵循量子(zi)疊加原理(li)(li)?奧地(di)利物理(li)(li)學(xue)家薛定諤為此在1935年提出著名(ming)的“薛定諤貓”佯謬。
“薛定(ding)諤貓(mao)(mao)(mao)(mao)”佯謬假設(she)了這樣(yang)一種情況,將一只貓(mao)(mao)(mao)(mao)關在裝(zhuang)有(you)少量鐳和(he)氰化物(wu)的密閉容(rong)器里。鐳的衰(shuai)(shuai)變存(cun)在幾率,如(ru)果鐳發生衰(shuai)(shuai)變,會觸(chu)發機關打碎(sui)裝(zhuang)有(you)氰化物(wu)的瓶子(zi),貓(mao)(mao)(mao)(mao)就會死(si);如(ru)果鐳不(bu)發生衰(shuai)(shuai)變,貓(mao)(mao)(mao)(mao)就存(cun)活(huo)(huo)。根據量子(zi)力學理(li)論,由于放射性(xing)的鐳處于衰(shuai)(shuai)變和(he)沒有(you)衰(shuai)(shuai)變兩種狀態(tai)的疊加(jia),貓(mao)(mao)(mao)(mao)就理(li)應處于死(si)貓(mao)(mao)(mao)(mao)和(he)活(huo)(huo)貓(mao)(mao)(mao)(mao)的疊加(jia)狀態(tai)。這只既死(si)又活(huo)(huo)的貓(mao)(mao)(mao)(mao)就是所(suo)謂(wei)的“薛定(ding)諤貓(mao)(mao)(mao)(mao)”。
顯然(ran),既死又活的(de)(de)貓(mao)(mao)是荒謬的(de)(de),可這使微(wei)觀(guan)不確定原(yuan)理(li)(li)變成了(le)宏(hong)觀(guan)不確定原(yuan)理(li)(li),客觀(guan)規律不以人(ren)的(de)(de)意志為(wei)轉移,貓(mao)(mao)既活又死違背(bei)了(le)邏輯思維(wei)。薛定諤(e)(e)想(xiang)要借此闡述(shu)的(de)(de)物理(li)(li)問(wen)題,宏(hong)觀(guan)世(shi)界是否也遵從適用于(yu)微(wei)觀(guan)尺度的(de)(de)量子(zi)(zi)疊(die)加(jia)原(yuan)理(li)(li)。“薛定諤(e)(e)貓(mao)(mao)”佯謬巧妙(miao)地把微(wei)觀(guan)放射源和(he)宏(hong)觀(guan)的(de)(de)貓(mao)(mao)聯系起(qi)來(lai),旨在否定宏(hong)觀(guan)世(shi)界存(cun)在量子(zi)(zi)疊(die)加(jia)態。然(ran)而隨著量子(zi)(zi)力學(xue)(xue)的(de)(de)發展(zhan),科學(xue)(xue)家已(yi)(yi)先后通過各種(zhong)方(fang)案獲得(de)了(le)宏(hong)觀(guan)量子(zi)(zi)疊(die)加(jia)態。此前,科學(xue)(xue)家最多(duo)使4個(ge)離子(zi)(zi)或5個(ge)光子(zi)(zi)達到“薛定諤(e)(e)貓(mao)(mao)”態。如何使更(geng)多(duo)粒(li)子(zi)(zi)構成的(de)(de)系統達到這種(zhong)狀(zhuang)態并保存(cun)更(geng)長時間,已(yi)(yi)成為(wei)實驗物理(li)(li)學(xue)(xue)的(de)(de)一大(da)挑戰。
美(mei)國(guo)國(guo)家標準和技術研(yan)究(jiu)所的(de)(de)(de)萊(lai)布弗(fu)里特等(deng)人在(zai)(zai)最新一期《自(zi)然》雜志上稱,他們已(yi)實(shi)現擁有粒(li)子(zi)(zi)(zi)較多而且持(chi)續時(shi)(shi)間最長的(de)(de)(de)“薛定諤(e)貓(mao)(mao)”態(tai)(tai)。實(shi)驗中(zhong)(zhong),研(yan)究(jiu)人員將鈹離子(zi)(zi)(zi)每(mei)隔若干(gan)微(wei)米(mi)“固定”在(zai)(zai)電磁(ci)場阱中(zhong)(zhong),然后(hou)用激光使(shi)鈹離子(zi)(zi)(zi)冷卻(que)到接(jie)近(jin)絕(jue)對(dui)零度,并分三步操縱這些離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)運動(dong)。為了讓盡可(ke)(ke)能多的(de)(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)盡可(ke)(ke)能長的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間里實(shi)現“薛定諤(e)貓(mao)(mao)”態(tai)(tai),研(yan)究(jiu)人員一方(fang)面(mian)提高激光的(de)(de)(de)冷卻(que)效率,另一方(fang)面(mian)使(shi)電磁(ci)場阱盡可(ke)(ke)能多地(di)吸(xi)收離子(zi)(zi)(zi)振動(dong)發出的(de)(de)(de)熱(re)量。最終(zhong),他們使(shi)6個鈹離子(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)50微(wei)秒內同時(shi)(shi)順時(shi)(shi)針(zhen)自(zi)旋和逆時(shi)(shi)針(zhen)自(zi)旋,實(shi)現了兩種相(xiang)反量子(zi)(zi)(zi)態(tai)(tai)的(de)(de)(de)等(deng)量疊(die)加糾纏,也(ye)就是(shi)“薛定諤(e)貓(mao)(mao)”態(tai)(tai)。
奧(ao)地利因(yin)斯布(bu)魯克大學(xue)的(de)研(yan)究人(ren)員(yuan)也在同期《自然》雜志上報(bao)告說,他們在8個(ge)離子的(de)系統中實現了“薛定諤貓(mao)”態,維持(chi)時間稍短。
2023年5月,瑞士蘇黎世聯(lian)邦理(li)工學院科(ke)學家讓一個“體(ti)重(zhong)”為16微(wei)克(質量為原子(zi)或分子(zi)的(de)(de)(de)幾十億倍)的(de)(de)(de)微(wei)小晶體(ti)處于兩個振蕩狀態(tai)的(de)(de)(de)疊加態(tai),創建了(le)迄今最重(zhong)“薛定諤(e)的(de)(de)(de)貓”。
科學家稱,“薛(xue)定諤貓”態不僅(jin)具有理論研究意義,也(ye)有實際應(ying)用的潛力。比如,多粒子(zi)(zi)的“薛(xue)定諤貓”態系統可以(yi)作為未(wei)來(lai)高(gao)容(rong)錯量子(zi)(zi)計算機的核心(xin)部(bu)件,也(ye)可以(yi)用來(lai)制造極(ji)其靈敏(min)的傳感器以(yi)及原(yuan)子(zi)(zi)鐘、干涉儀等精密測量裝(zhuang)備。
量(liang)子派后來(lai)有一個(ge)被哄傳得很廣的論調說
“當(dang)我們不(bu)(bu)觀察時(shi),月(yue)(yue)亮是(shi)(shi)不(bu)(bu)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)”,這稍稍偏離了本意,準確(que)(que)來說(shuo),因為月(yue)(yue)亮也是(shi)(shi)由不(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)粒(li)子(zi)組成的(de)(de)(de)(de),所以如果(guo)我們轉過頭不(bu)(bu)去看月(yue)(yue)亮,那(nei)一(yi)大(da)堆粒(li)子(zi)就開始(shi)按照波函(han)數彌散(san)開去。于(yu)是(shi)(shi)乎(hu)(hu),月(yue)(yue)亮的(de)(de)(de)(de)邊緣開始(shi)顯(xian)得模糊而不(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)(ding)(ding),它逐漸“融(rong)化”,變(bian)成概(gai)率波擴散(san)到周圍的(de)(de)(de)(de)空(kong)間(jian)里去。當(dang)然這么(me)大(da)一(yi)個月(yue)(yue)亮完(wan)全(quan)融(rong)化成空(kong)間(jian)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)概(gai)率是(shi)(shi)需要(yao)很長(chang)很長(chang)時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de),不(bu)(bu)過問(wen)題的(de)(de)(de)(de)實質是(shi)(shi):要(yao)是(shi)(shi)不(bu)(bu)觀察月(yue)(yue)亮,它就從(cong)確(que)(que)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)狀態變(bian)成無數不(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)疊加。不(bu)(bu)觀察它時(shi),一(yi)個確(que)(que)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de),客(ke)觀的(de)(de)(de)(de)月(yue)(yue)亮是(shi)(shi)不(bu)(bu)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)。但(dan)只要(yao)一(yi)回(hui)頭,一(yi)輪明(ming)月(yue)(yue)便(bian)又高懸空(kong)中(zhong),似乎(hu)(hu)什么(me)事也沒發生過一(yi)樣。但(dan)其(qi)實,量子(zi)力學定(ding)(ding)(ding)律將月(yue)(yue)亮這種(zhong)巨(ju)大(da)質量的(de)(de)(de)(de)物(wu)體的(de)(de)(de)(de)波函(han)數限(xian)制在(zai)很小的(de)(de)(de)(de)區域中(zhong),所以即使(shi)月(yue)(yue)亮彌散(san)開去,彌散(san)的(de)(de)(de)(de)程度也不(bu)(bu)是(shi)(shi)人眼能看出來的(de)(de)(de)(de)。
測(ce)(ce)(ce)(ce)不準原(yuan)理解釋:測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)一個(ge)(ge)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)位置和(he)速(su)度(du)(du),其辦法是(shi)將(jiang)光(guang)(guang)照到這粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)上(shang),一部分光(guang)(guang)波(bo)被此粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)散(san)射開,由此指(zhi)明它的(de)(de)(de)位置。人們(men)不可能(neng)將(jiang)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)位置確定到到光(guang)(guang)的(de)(de)(de)兩(liang)個(ge)(ge)波(bo)峰之間距離更(geng)小的(de)(de)(de)程度(du)(du),故必(bi)須用短波(bo)長(chang)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)來(lai)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang),至少(shao)要用一個(ge)(ge)光(guang)(guang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)。這量(liang)子(zi)(zi)(zi)會(hui)擾(rao)動這粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi),并改變粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)速(su)度(du)(du),而(er)且位置測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)得(de)越(yue)準確所需的(de)(de)(de)波(bo)長(chang)就越(yue)短,單獨量(liang)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)就越(yue)大(da),粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)速(su)度(du)(du)就被擾(rao)動得(de)越(yue)厲害。你對(dui)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)位置測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)得(de)越(yue)準確,對(dui)速(su)度(du)(du)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)就越(yue)不準確。(月亮(liang)不觀(guan)測(ce)(ce)(ce)(ce)時(shi)不是(shi)不存在(zai),量(liang)子(zi)(zi)(zi)態(tai)在(zai)觀(guan)測(ce)(ce)(ce)(ce)時(shi)由于觀(guan)測(ce)(ce)(ce)(ce)力的(de)(de)(de)相互作用而(er)使波(bo)函數(shu)坍(tan)塌為確定值(zhi),微觀(guan)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)整體呈現規律性,宏觀(guan)尺(chi)度(du)(du)下觀(guan)測(ce)(ce)(ce)(ce)力幾乎對(dui)其不影響。)(參(can)考資料:史蒂芬.霍金所著《時(shi)間簡史》)
不能(neng)不承認,這聽起來很有強(qiang)烈(lie)的主觀唯(wei)心論(lun)的味道(dao),它(ta)其實(shi)和我們(men)(men)通(tong)常理解的那(nei)種哲(zhe)(zhe)學(xue)理論(lun)有一(yi)定區別(bie),不過(guo)講到這里,許多人大概都會(hui)自然而然地想起貝(bei)克萊(George Berkeley)主教(jiao)的那(nei)句名言:“存(cun)在(zai)就是(shi)(shi)(shi)(shi)被感知”(拉丁文(wen):Esse Est Percipi)。這句話要是(shi)(shi)(shi)(shi)稍微(wei)改一(yi)改講成(cheng)“存(cun)在(zai)就是(shi)(shi)(shi)(shi)被測量(liang)”,那(nei)就和哥(ge)本(ben)哈根派(pai)的意思差不離了(le)。貝(bei)克萊在(zai)哲(zhe)(zhe)學(xue)史上(shang)的地位無疑是(shi)(shi)(shi)(shi)重要的,人們(men)(men)通(tong)常樂于批判(pan)他,我們(men)(men)的哥(ge)本(ben)哈根派(pai)是(shi)(shi)(shi)(shi)否比他走得(de)更遠(yuan)呢?好歹貝(bei)克萊還認為(wei)事物是(shi)(shi)(shi)(shi)連續客觀地存(cun)在(zai)的,因為(wei)總有“上(shang)帝”在(zai)不停(ting)地看著一(yi)切。而量(liang)子(zi)論(lun)?“陛下(xia),我不需要上(shang)帝這個假設”。
與貝克萊互相(xiang)輝映的東方代表大概要算王陽(yang)明。他在《傳(chuan)習錄(lu)·下(xia)》中也說過一句有(you)名的話:“你(ni)未(wei)看此(ci)(ci)花(hua)(hua)時(shi),此(ci)(ci)花(hua)(hua)與汝同歸(gui)于寂;你(ni)來(lai)(lai)看此(ci)(ci)花(hua)(hua)時(shi),則(ze)此(ci)(ci)花(hua)(hua)顏(yan)色(se)一時(shi)明白起來(lai)(lai)……”如果王陽(yang)明懂量子論,他多半會說:“你(ni)未(wei)觀(guan)測此(ci)(ci)花(hua)(hua)時(shi),此(ci)(ci)花(hua)(hua)并未(wei)實(shi)在地存(cun)在,按波(bo)函數而歸(gui)于寂;你(ni)來(lai)(lai)觀(guan)測此(ci)(ci)花(hua)(hua)時(shi),則(ze)此(ci)(ci)花(hua)(hua)波(bo)函數發生(sheng)坍縮,它的顏(yan)色(se)一時(shi)變(bian)成明白的實(shi)在……”測量即是理,測量外無理。
究竟是(shi)(shi)必(bi)然還是(shi)(shi)偶(ou)(ou)然決定(ding)了宇(yu)宙(zhou)的命運?或(huo)者(zhe)說:‘上(shang)帝’玩骰子(zi)嗎?這個(ge)是(shi)(shi)量(liang)子(zi)力(li)學(xue)(xue)和相(xiang)對論最(zui)大的爭(zheng)議(yi)。量(liang)子(zi)力(li)學(xue)(xue)主張(zhang),世界是(shi)(shi)由不確定(ding)的、隨機(ji)的事(shi)件決定(ding),這個(ge)不確定(ding)(后者(zhe)叫(jiao)波動)其實(shi)就(jiu)是(shi)(shi)辯證法主張(zhang)的矛盾運作;而相(xiang)對論則(ze)認為,世界應(ying)該(gai)是(shi)(shi)由固定(ding)的、機(ji)械的規律統治,任何(he)看(kan)似偶(ou)(ou)然的事(shi)件背后,其實(shi)都有(you)必(bi)然在支撐(cheng)。
關于薛定諤(e)的(de)貓(mao),許多非主流科學家是(shi)(shi)持懷疑態度的(de),他們(men)認為:這個(ge)(ge)(ge)原因是(shi)(shi)由“平行宇宙”(MWI)造成的(de),即:當我們(men)向盒子里看時,整個(ge)(ge)(ge)世界分裂成它自己(ji)的(de)兩(liang)(liang)個(ge)(ge)(ge)版本。這兩(liang)(liang)個(ge)(ge)(ge)版本在(zai)其(qi)余(yu)的(de)各個(ge)(ge)(ge)方(fang)面都(dou)是(shi)(shi)全同的(de)。區別只(zhi)是(shi)(shi)在(zai)于其(qi)中(zhong)一個(ge)(ge)(ge)版本中(zhong),原子衰變了,貓(mao)死了;而(er)(er)在(zai)另(ling)一個(ge)(ge)(ge)版本中(zhong),原子沒有(you)衰變,貓(mao)還活著。在(zai)量子的(de)多世界中(zhong),我們(men)通過參與而(er)(er)選擇出自己(ji)的(de)道路。在(zai)我們(men)生(sheng)活的(de)這個(ge)(ge)(ge)世界上,沒有(you)隱變量,上帝不會擲骰子,一切都(dou)是(shi)(shi)真實的(de)。這個(ge)(ge)(ge)觀點還有(you)更駭人聽(ting)聞(wen)的(de)假設:量子自殺。
在量(liang)(liang)子力(li)學里,量(liang)(liang)子自殺是想法(fa)實(shi)驗,這令(ling)人(ren)毛骨悚然和(he)啼(ti)笑(xiao)皆(jie)非(fei)的(de)實(shi)驗在80年代(dai)末(mo)由Hans Moravec,Bruno Marchal等人(ren)提出(chu),而(er)又在1998年為宇宙(zhou)學家Max Tegmark針對哥本哈根“波函數坍縮”中(zhong)的(de)“意識怪獸”,在那篇廣為人(ren)知的(de)宣傳MWI的(de)論文中(zhong)所(suo)發展(zhan)和(he)重提。Max Tegmark認為宇宙(zhou)有多個(ge)(ge),量(liang)(liang)子的(de)不確定性被分配到(dao)各個(ge)(ge)宇宙(zhou)去,只要從主觀(guan)視角來看,不但一(yi)個(ge)(ge)人(ren)永(yong)遠(yuan)無法(fa)完(wan)成自殺,事實(shi)上(shang)他一(yi)旦開始存(cun)在,就永(yong)遠(yuan)不會消(xiao)失。總存(cun)在著一(yi)些(xie)量(liang)(liang)子效應,使(shi)得一(yi)個(ge)(ge)人(ren)不會衰老,而(er)按照(zhao)MWI,這些(xie)非(fei)常低的(de)概(gai)率總是對應于某(mou)個(ge)(ge)實(shi)際(ji)的(de)世界!
在(zai)(zai)一(yi)套設備里(li),利用原(yuan)子(zi)(zi)(zi)衰(shuai)(shuai)變來控制扣動一(yi)把槍(qiang)的(de)(de)(de)扳(ban)機,我們(men)就(jiu)可(ke)以觀測當一(yi)個(ge)人(ren)被(bei)打(da)死(si)(si)(si)(si)了(le)(如(ru)(ru)果衰(shuai)(shuai)變-->開槍(qiang))或者沒有(you)(沒有(you)衰(shuai)(shuai)變)。他(ta)(ta)(ta)(ta)遲(chi)早被(bei)打(da)死(si)(si)(si)(si),因(yin)為隨著(zhu)(zhu)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)衰(shuai)(shuai)變概率的(de)(de)(de)增加,槍(qiang)的(de)(de)(de)扳(ban)機遲(chi)早會扣動。但對當事人(ren)本身(shen)的(de)(de)(de)角(jiao)度來說完全不(bu)(bu)(bu)是(shi)這樣(yang)。因(yin)為對他(ta)(ta)(ta)(ta)唯(wei)一(yi)有(you)意義(yi)的(de)(de)(de)就(jiu)是(shi)“那些他(ta)(ta)(ta)(ta)活(huo)著(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)世(shi)界(jie)”。永(yong)遠都(dou)會有(you)一(yi)個(ge)他(ta)(ta)(ta)(ta)活(huo)在(zai)(zai)某(mou)個(ge)世(shi)界(jie)。如(ru)(ru)果平行(xing)宇宙理論是(shi)正確(que)的(de)(de)(de),那么(me)對于(yu)某(mou)人(ren)來說,他(ta)(ta)(ta)(ta)無(wu)論如(ru)(ru)何試圖去(qu)自(zi)(zi)殺(sha)(sha)都(dou)不(bu)(bu)(bu)會死(si)(si)(si)(si)。要(yao)是(shi)他(ta)(ta)(ta)(ta)拿刀(dao)抹脖(bo)子(zi)(zi)(zi),那么(me)因(yin)為組成(cheng)刀(dao)的(de)(de)(de)是(shi)一(yi)群符合(he)波動方程的(de)(de)(de)粒子(zi)(zi)(zi),所以總(zong)有(you)一(yi)個(ge)非常非常小的(de)(de)(de)可(ke)能性,以某(mou)種方式絲(si)毫(hao)無(wu)損地穿透了(le)該人(ren)的(de)(de)(de)脖(bo)子(zi)(zi)(zi),從而保持該人(ren)不(bu)(bu)(bu)死(si)(si)(si)(si)!當然這個(ge)概率極小極小,但按照MWI,一(yi)切可(ke)能發生(sheng)的(de)(de)(de)都(dou)實際發生(sheng)了(le),所以這個(ge)現象總(zong)會發生(sheng)在(zai)(zai)某(mou)個(ge)宇宙!其(qi)實不(bu)(bu)(bu)管換(huan)什么(me)方式自(zi)(zi)殺(sha)(sha)都(dou)一(yi)樣(yang),跳樓(lou)也(ye)(ye)好(hao),臥(wo)軌也(ye)(ye)好(hao),上(shang)吊也(ye)(ye)好(hao),總(zong)存(cun)在(zai)(zai)那么(me)一(yi)些宇宙,讓他(ta)(ta)(ta)(ta)還活(huo)著(zhu)(zhu)。從該人(ren)自(zi)(zi)身(shen)的(de)(de)(de)視角(jiao)來看,他(ta)(ta)(ta)(ta)怎么(me)死(si)(si)(si)(si)都(dou)死(si)(si)(si)(si)不(bu)(bu)(bu)掉!當然在(zai)(zai)其(qi)他(ta)(ta)(ta)(ta)無(wu)窮個(ge)宇宙里(li),他(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)親朋好(hao)友(you)卻要(yao)為他(ta)(ta)(ta)(ta)哀悼了(le)。這實際上(shang)也(ye)(ye)是(shi)薛定諤貓的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)真人(ren)版。大(da)家知(zhi)道在(zai)(zai)貓實驗里(li),如(ru)(ru)果原(yuan)子(zi)(zi)(zi)衰(shuai)(shuai)變,貓就(jiu)被(bei)毒死(si)(si)(si)(si),反之(zhi)則存(cun)活(huo)。對此,哥(ge)本哈根派的(de)(de)(de)解釋:在(zai)(zai)我們(men)沒有(you)觀測它之(zhi)前,貓是(shi)“又死(si)(si)(si)(si)又活(huo)”的(de)(de)(de),而觀測后貓的(de)(de)(de)波函數發生(sheng)坍縮,貓要(yao)么(me)死(si)(si)(si)(si)要(yao)么(me)活(huo)。MWI則聲稱(cheng):每次實驗必定同時產(chan)生(sheng)一(yi)只(zhi)活(huo)貓和一(yi)只(zhi)死(si)(si)(si)(si)貓,只(zhi)不(bu)(bu)(bu)過它們(men)存(cun)在(zai)(zai)于(yu)兩(liang)個(ge)平行(xing)的(de)(de)(de)世(shi)界(jie)中。
這樣一來,薛定(ding)諤(e)的貓(mao)(mao)(mao)也(ye)不(bu)必(bi)再為死(si)活問(wen)題(ti)困擾。只不(bu)過(guo)是宇宙(zhou)分裂成了兩(liang)個(ge),一個(ge)有活貓(mao)(mao)(mao),一個(ge)有死(si)貓(mao)(mao)(mao)罷了。對于那個(ge)活貓(mao)(mao)(mao)的宇宙(zhou),貓(mao)(mao)(mao)是一直活著的,不(bu)存在(zai)死(si)活疊加的問(wen)題(ti)。對于死(si)貓(mao)(mao)(mao)的宇宙(zhou),貓(mao)(mao)(mao)在(zai)分裂的那一刻就實實在(zai)在(zai)地(di)死(si)了,不(bu)要等人(ren)們打開(kai)容(rong)器才“坍縮(suo)”,從而(er)蓋棺定(ding)論。
從宇宙(zhou)誕生(sheng)以來(lai)(lai),已經進行過無數(shu)次這(zhe)樣的(de)(de)分(fen)(fen)裂,它的(de)(de)數(shu)量以幾何(he)級數(shu)增長,很快趨(qu)于(yu)(yu)無窮。我(wo)們處(chu)于(yu)(yu)的(de)(de)這(zhe)個宇宙(zhou)只不(bu)(bu)過是(shi)其(qi)(qi)中的(de)(de)一(yi)個,在(zai)(zai)它之外,還有(you)(you)非(fei)(fei)常多的(de)(de)其(qi)(qi)他的(de)(de)宇宙(zhou)。有(you)(you)些和(he)我(wo)們很接近(jin)(jin),那(nei)是(shi)在(zai)(zai)家譜樹(shu)上最近(jin)(jin)剛(gang)剛(gang)分(fen)(fen)離出來(lai)(lai)的(de)(de),而(er)那(nei)些從遙遠的(de)(de)古(gu)代就同(tong)我(wo)們分(fen)(fen)道揚鑣的(de)(de)宇宙(zhou)則可能非(fei)(fei)常不(bu)(bu)同(tong)。也許在(zai)(zai)某(mou)個宇宙(zhou)中,小行星(xing)并未撞擊地球(qiu),恐(kong)龍仍(reng)是(shi)世界主宰。在(zai)(zai)某(mou)個宇宙(zhou)中,埃及艷后克婁帕特拉的(de)(de)鼻子(zi)稍(shao)短了一(yi)點(dian),沒有(you)(you)叫凱(kai)撒和(he)安東尼怦然心動。那(nei)些反對(dui)歷史決定論的(de)(de)“鼻子(zi)派歷史學家”一(yi)定會對(dui)后來(lai)(lai)的(de)(de)發展大感興趣,看看是(shi)不(bu)(bu)是(shi)真的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)歷史蝴蝶效應。在(zai)(zai)某(mou)個宇宙(zhou)中,格魯希沒有(you)(you)在(zai)(zai)滑鐵盧遲到,而(er)希特勒沒有(you)(you)在(zai)(zai)敦刻爾克前下達(da)停止進攻(gong)的(de)(de)命(ming)令。而(er)在(zai)(zai)更(geng)多的(de)(de)宇宙(zhou)里(li),因為物理常數(shu)的(de)(de)不(bu)(bu)適(shi)合,根本就沒有(you)(you)生(sheng)命(ming)和(he)行星(xing)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)。
似乎這個(ge)結論是可以將(jiang)整個(ge)量(liang)子力學(xue)和相對論聯系起來,或者說,是用相對論取(qu)代了量(liang)子力學(xue)。
且慢!仔(zi)細考(kao)慮一(yi)(yi)下(xia):每一(yi)(yi)個(ge)(ge)電子的跳(tiao)躍,每一(yi)(yi)個(ge)(ge)光子的衍射,我在(zai)鍵盤上敲打的每一(yi)(yi)個(ge)(ge)字(zi)符,都(dou)可以(yi)(yi)(yi)創(chuang)造(zao)一(yi)(yi)個(ge)(ge)宇(yu)(yu)宙(zhou)?那(nei)么,自(zi)大爆炸以(yi)(yi)(yi)來,究竟有多少個(ge)(ge)宇(yu)(yu)宙(zhou)被創(chuang)造(zao)出來了?宇(yu)(yu)宙(zhou)的數量每秒(miao)鐘都(dou)在(zai)以(yi)(yi)(yi)駭人聽聞的速度增(zeng)長?這個(ge)(ge)理(li)論似乎是要為了解釋一(yi)(yi)個(ge)(ge)小小的電子的衍射而興師動眾(zhong)的創(chuang)造(zao)一(yi)(yi)個(ge)(ge)龐大的宇(yu)(yu)宙(zhou)呀!也沒有任何(he)證據(ju)能夠證明這個(ge)(ge)理(li)論,這個(ge)(ge)理(li)論的成本太高(gao)了。
量(liang)(liang)(liang)子力(li)學(xue)(xue)(xue)作為20世紀最(zui)有突破的(de)(de)(de)科(ke)學(xue)(xue)(xue)成就(jiu)之(zhi)一(yi)(yi),也是(shi)(shi)(shi)(shi)最(zui)具爭議的(de)(de)(de)科(ke)學(xue)(xue)(xue)之(zhi)一(yi)(yi)。“薛(xue)定(ding)諤(e)的(de)(de)(de)貓”很好的(de)(de)(de)闡述(shu)了這(zhe)一(yi)(yi)現狀。人們(men)不能(neng)接受(shou)量(liang)(liang)(liang)子力(li)學(xue)(xue)(xue)是(shi)(shi)(shi)(shi)因(yin)為它的(de)(de)(de)不確(que)定(ding)性(xing)。對于(yu)傳統的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理學(xue)(xue)(xue)來說,只(zhi)要(yao)找到了事(shi)物(wu)(wu)之(zhi)間(jian)(jian)相關的(de)(de)(de)聯(lian)系,就(jiu)能(neng)在每時每刻確(que)定(ding),事(shi)物(wu)(wu)之(zhi)間(jian)(jian)相關的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理數(shu)據(ju),比如說,物(wu)(wu)體(ti)運行(xing)距離(li)等于(yu)物(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)(de)速度(du)乘以物(wu)(wu)體(ti)運行(xing)的(de)(de)(de)時間(jian)(jian),只(zhi)要(yao)知(zhi)道物(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)(de)速度(du),你(ni)(ni)每時每刻都能(neng)計(ji)算出物(wu)(wu)體(ti)運行(xing)了多遠(yuan),然而海(hai)森堡提出的(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)子不確(que)定(ding)性(xing)原理使得(de)你(ni)(ni)無法(fa)預知(zhi)一(yi)(yi)個微(wei)觀粒子未(wei)來的(de)(de)(de)狀態。正(zheng)如愛因(yin)斯坦所說的(de)(de)(de):上帝(di)不玩骰(tou)子,但是(shi)(shi)(shi)(shi)量(liang)(liang)(liang)子力(li)學(xue)(xue)(xue)讓我(wo)們(men)不得(de)不相信(xin),上帝(di)似乎是(shi)(shi)(shi)(shi)玩骰(tou)子的(de)(de)(de)。