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“薛定諤貓”和“測不準原理”詳解

簡單來說,盒子裏的貓在看到之前(接觸到盒子外的世界之前)和盒子外的世界沒有任何關系,是壹種貓同時活著和死了的疊加狀態。

對於壹個非常小的隔離系統,這是非常容易的。即使壹個小系統與外界有聯系,但是壹個物理量,比如電子自旋態,不受外界幹擾,這個物理量就會壹直處於兩個態的疊加狀態。

但是她壹旦和外界接觸,就受到外界的影響,對稱性被打破,狀態被改變,只能停留在單壹狀態。

當妳“看”壹個物體時,首先要改變它的狀態,檢測它對其他物質(也就是妳的眼睛)的影響,因為影響是相互的,它影響妳的眼睛,所以它必須同時受到影響。所以我們永遠無法精確測量任何物理量,因為測量本身就是壹種幹涉。我們只能盡量減少這種影響。

對於壹個足夠小的封閉系統,當我們測量壹個物理量時,實際上是讓它停留在壹個固定的物理量上。這個效果就是他的物理量只能取壹個固定值。就像壹枚硬幣在黑暗中在繩子上搖擺,我們用手拿著它來確定硬幣在哪裏。當我們的手感覺硬幣是靜止的,準確地停在壹個地方的時候,我們測量硬幣的位置,但實際上硬幣並沒有處於原來的狀態(晃動)。

對於足夠大的物體,我們的觀察對物體的影響很小,所以我們認為觀看本身的動作不會改變或決定物體的狀態;我們看到的物體的狀態,其實是無限多種狀態的疊加(比如類似於壹只貓的生與死,壹個有10個16個原子的物體的重量,其實是在1.000000000000438+0到0.999999之間變化),因為它不是壹個封閉的系統。只是這些狀態彼此差異很大,小於我們的分辨率;對於壹個非常小的封閉系統來說,這是非常奇怪的,因為這個系統很簡單,狀態很少,而且這些狀態彼此之間有很大的不同(比如自旋是向上還是向下)。薛定諤的貓的問題,其實是故意把壹個大系統的狀態,從無數個差別不大的狀態,分割成兩個差別很大的狀態,突出了這個矛盾。其實完全合理,只是很難看到。我們平時幾乎不可能遇到“完全封閉”的系統(要求完全隔絕,沒有外界空氣,沒有聲音,沒有光線,沒有任何東西接觸到貓,甚至盒子的壁也不能被盒子裏貓周圍的空氣直接或間接接觸到),所以我們看不到這種現象。

但是對於壹個非常小的系統,我們看到的這個動作本身就改變了這個物體的狀態。對於薛定諤的貓,也就是我們的觀察把貓從同時活著和死了變成了活著或者死了。