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  • 1 # 嚶其

    “薛定諤的貓”的實驗命題就是用來批判量子力學在宏觀世界所呈現出來的荒謬性,可是他得到的結果卻是“適得其反”,他為量子力學的量子疊加態做了最好的評註,雖然薛定諤在晚年還是極力反對量子力學。

    薛定諤的貓描述:將一隻貓關在裝有少量鈾和氰化物的密閉容器裡,如果鈾發生衰變,會觸發蓋革計數器,然後錘子(不是羅永浩那個錘子)打碎裝有氰化物的瓶子,毒氣釋放,貓就會被毒死;反之,如果鈾不發生衰變,貓就會活下來。根據量子力學理論,鈾的衰變或不衰變機率各佔50%,放射性的鈾處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加態,貓就理應處於死和活的疊加態。”

    那麼,人做為觀察者,在沒有開啟盒子之前他可以確定貓是死是活,還是半死半活嗎?他當然無法確定。為了知道貓的死活,我們現在開啟盒子,我們立刻就看到了貓的狀態,也就是說,我們一旦介入觀測,波函式就消失了,貓由不確定變成確定。或者說,我們的意識了決定了貓的死活。

    對薛定諤來說這是很可笑的。一隻貓怎麼會同時是死的又是活的呢,只是因為我們還沒有看它嗎?愛因斯坦也不喜歡這種解釋。每當客人來到他的住宅,他會說:看那個月亮。是因為一隻老鼠看它,它才突然跳出來嗎?愛因斯坦相信答案是“不”。但是在某種意義上,答案也許是“是”。

    給大家講點題外的話,這有助於我們瞭解量子力學。

    在1930年的索爾韋會議上,在愛因斯坦和玻爾之間發生了歷史性的衝突, 爭論終於達到頂點。惠勒後來評論說:“這是我所知道的在知識史上的最偉大的爭論”。30年來,我從未聽過在兩位巨人之間的爭論,經歷的時間是這樣長,爭論的問題是這樣深奧,爭論結果的意義是這樣深遠,影響我們理解這個奇怪 世界。”

    愛因斯坦總是勇敢地、 大膽地、極其雄辯地提出一系列連珠炮似的“想象實驗”以推翻量子理論。玻爾則不停地喃喃細語反駁一次又一次的進攻。物理學家保羅·埃倫費斯特評述說:“我能夠在現場聆聽玻爾和愛因斯坦的對話真是太奇妙了,像一位棋手那樣,永遠都有新的棋局。愛因斯坦抱定決心要打敗不確定性。玻爾則總是在哲學的煙霧之外尋找工具摧毀一次又一次的進攻。愛因斯坦像一個玩具俠每天早上都冒出新鮮的想法。哦,真是太令人愉快 了。但是我幾乎是毫不客氣地支援玻爾反對愛因斯坦了。他對待玻爾的態度太傲慢了,完全像一個絕對冠軍一樣。”

    最後,愛因斯坦提出了一個實驗,他認為會給量子理論致命一擊。想象一個含有光子氣的盒子。假定盒子有一個快門能夠短暫地釋放單個的光子。因為我 們能夠精確地測量快門的速度,也能測量光子的能量,因此能夠無限精確地確定 光子的狀態,從而違背測不準原理。

    埃倫費斯特(Ehrenfest)寫道:“對玻爾來說這是沉重的一擊。在當時他找不到解答。整個晚上他非常不愉快,從一個人處走到另一個人處,試圖勸說他們相 信愛因斯坦的話是不對的,因為如果愛因斯坦是對的話,這就意味著物理學的終結。但是他想不到駁斥的理由。

    我永遠也不能忘記兩位對手離開大學俱樂部的 樣子。愛因斯坦雄赳赳氣昂昂地大步走過,面帶隱約的輕蔑的笑容,而玻爾小步走在愛因斯坦的旁邊,極其灰心喪氣。” 當後來埃倫費斯特(Ehrenfest)遇到玻爾時,他不說話,只是嘴裡一遍又一遍 地咕噥愛因斯坦……愛因斯坦……愛因斯坦。”

    第二天,經過緊張的不眠之夜,玻爾在與愛因斯坦的爭論中找到一個小缺口。在發射光子之後,盒子要稍微輕一點,因為物質和能量是等同的。這意味著在重力作用下盒子會略微升起一點,這是因為根據愛因斯坦自己的能量有重量 的重力理論。但是這就在光子的能量中引進了不確定性。如果計算這個重量的不定性和快門速度的不定性,就會發現這個盒子正好符合測不準原理。

    結果,玻爾利用愛因斯坦自己的重力理論駁斥了愛因斯坦!玻爾以勝利者出現。愛因斯坦以失敗者告終。

    當後來愛因斯坦抱怨說上帝不和我們的世界玩擲骰子游戲。”據說,玻爾回擊道:別拿上帝說事。” 最終,愛因斯坦承認玻爾成功地駁斥了他的爭論。愛因斯坦寫道:“我相信 這個理論的確包含了一定的真理。”

    假如人類成為那隻貓被關在盒子裡,恐怖而又無助的望著毒藥,那麼所謂的“外部觀察者”會是誰哪?當然還是我們自己,只不過是生活在平行宇宙裡的自己。這就引出下一個量子力學的特徵——量子糾纏。關於量子糾纏,我以後還會以問答的方式講述。

  • 2 # 冂囗十一

    其實,薛定鍔的貓當然是偽命題,貓的死活不是由觀察者決定的,而是由鈾是否發生衰變決定的,而衰變具有不確定性,但衰變與否是確定的,貓是死是活也是確定的,只是我們不知道而巳,當觀察者開啟盒子,看到貓是死或活,但貓是死是活早已確定,是由鈾是否衰決定,只是觀察者沒開啟盒子看到而矣,無論觀察者是否開啟盒子觀察,貓是死是活早巳確定。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 請問尋秦記中飾演烏芳亭那個演員的詳細資料?