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關於薛定諤的貓的科學討論

薛定諤的貓肯定不講道理。否則按照量子自殺的貓或者薛定諤的說法,如果世界上的壹切都是不確定的,世界就會崩潰,就像人的想象壹樣,不會影響現實。壹切都是有聯系的,沒有聯系的會被排除在外。妳只能想象不能結合的東西,這個想象要根據妳自己的世界觀來設定。所謂的分裂宇宙。

薛定諤的實驗把量子效應放大到了我們的日常世界,現在量子的奇特性質涉及到了我們的日常生活,涉及到了我們心愛的寵物貓是死是活的問題。但是,對於宏觀世界來說,薛定諤的實驗理論並不存在:半衰期是壹個宏觀概念,對於壹個原子來說,它的衰變周期是固定的(即使妳無法測量)。所以當這個被選中的原子被放進盒子的時候,貓能活的時間就已經確定了。所以,妳不知道不代表沒發生。

所謂的量子論,其實並不是真理,而是人類目前的技術還無法精確測量微觀世界,導致我們只能用“概率”和“概率”這些概念來推斷。然而,面對無法精確測量的環境,物理理論中傳統的精確測量方法無法適用。事實上,隨著技術的進步,量子論最終會被真實物理擠出,最終作為“偽理論”消失。

量子論不是第壹個也不會是最後壹個這樣消失的“偽理論”。

量子學派後來有壹個廣為流傳的論點

“當我們不觀測的時候,月亮是不存在的”,這稍微偏離了初衷。準確的說,因為月球也是由不確定的粒子組成的,如果我們把頭轉過去不看月球,大量的粒子會按照波函數開始分散。於是,月球的邊緣開始顯得模糊不確定,逐漸“融化”,成為概率波向周圍空間擴散。當然,這麽大的月亮完全融進太空需要很長的時間,但問題的本質是:如果不觀測月亮,它會從某種狀態變成無數不確定性的疊加。不觀察它,明確客觀的月亮是不存在的。但我壹回頭,壹輪明月會高高地掛在空中,好像什麽都沒有發生過。但實際上,量子力學的定律將月球這種巨大質量物體的波函數限制在壹個非常小的區域內,所以即使月球擴散開了,色散的程度也是肉眼看不到的。

測不準原理解釋:用光照射壹個質點來測量它的位置和速度,壹些光波被它散射,從而指示出它的位置。人們不可能在光的兩個峰值之間的距離更小的程度上確定粒子的位置,所以必須用短波長的光來測量,至少要用壹個光量子。這個量子會擾動粒子,改變它的速度,而且位置測量越精確,需要的波長越短,單個量子的能量越大,對粒子速度的擾動越大。妳測量粒子位置越精確,妳測量速度就越不精確。當月亮不被觀察時,它就不存在。在觀察量子態時,由於觀察力的相互作用,波函數坍縮到某個值,微觀粒子整體上是規則的,在宏觀尺度上觀察力幾乎不影響它。)(參考:

斯蒂芬·霍金的《時間簡史》)

誠然,這聽起來帶有強烈的主觀唯心主義色彩,實際上與我們通常理解的哲學理論有所不同,但說到這裏,很多人大概會自然而然地想到貝克勒主教的名言:“存在即被感知”(拉丁文:Essest percipi)。如果把這句話稍微改成“存在即被衡量”,就離哥本哈根學派的意思不遠了。貝克勒在哲學史上的地位無疑是重要的。人們通常願意批評他。我們哥本哈根學派比他走得更遠嗎?至少貝克勒還是認為事物是連續客觀存在的,因為總有“上帝”在不斷地註視著壹切。而量子理論呢?陛下,我不需要上帝的假設。

與貝克勒相互輝映的東方代表,大概就是王陽明了。他還說了《列傳》裏的壹句名句:“妳沒看見這朵花的時候,它就和妳壹起死了;等妳來看這朵花,這朵花的顏色壹會兒就明白了……”如果王陽明懂量子論,大概會說:“妳沒觀察到這朵花的時候,它並不真的存在,按照波函數它就死了;當妳來觀察這朵花的時候,這朵花的波函數坍縮了,它的顏色壹會兒變成了清晰的現實……”測量是合理的,測量是不合理的。

薛定諤的貓和量子自殺

決定宇宙命運的是必然還是偶然?或者:上帝玩骰子嗎?這是量子力學和相對論最大的爭議。量子力學認為世界是由不確定的隨機事件決定的,而這種不確定性(後者稱為漲落)實際上就是辯證法所提倡的矛盾運算;相對論認為世界應該由固定的、機械的規律來統治,任何看似偶然的事件背後,其實都有必然的支撐。

至於薛定諤的貓,包括愛因斯坦在內的很多非主流科學家都持懷疑態度。他們認為這個原因是由“平行宇宙”(MWI)造成的,即當我們看向盒子時,整個世界分裂成兩個版本的自己。這兩個版本在所有其他方面都是壹樣的。唯壹不同的是,在壹個版本中,原子衰變,貓死亡;在另壹個版本中,原子沒有衰變,貓還活著。在量子多世界中,我們通過參與來選擇自己的道路。在我們生活的這個世界裏,沒有隱藏的變量,上帝不會擲骰子,壹切都是真實的。這種觀點還有壹個更令人震驚的假設:量子自殺。

量子自殺的提議

在量子力學中,量子自殺是壹種思想的實驗。這個令人毛骨悚然的諷刺實驗是由漢斯·莫拉維克、布魯諾·馬沙爾等人在20世紀80年代末提出的,並由宇宙學家馬克斯·泰格馬克(Max Tegmark)在1998年為哥本哈根“波函數坍縮”中的“意識怪物”在那篇宣傳MWI的知名論文中發展和重新審視的。馬克斯·泰格馬克(Max Tegmark)認為宇宙有很多,量子不確定性分布在所有宇宙中。只要壹個人從主觀上來說永遠不可能自殺,其實他壹旦開始存在,就永遠不會消失!總有壹些量子效應可以讓人不衰老,根據MWI的說法,這些非常低的概率總是對應著壹個真實的世界!

量子自殺實驗

在壹套設備中,利用原子衰變來控制扣動槍的扳機,我們可以觀察壹個人什麽時候被殺死(如果衰變->;射)或者不(不腐朽)。他遲早會被殺死,因為隨著原子衰變概率的增加,槍的扳機遲早會扣動。但從當事人自身的角度來看,完全不是這麽回事。因為對他來說唯壹有意義的是“他生活的世界”。總會有壹個人活在某個世界裏!如果平行宇宙理論是正確的,那麽對於某人來說,無論他如何試圖自殺,他都不會死!如果他用刀子勒死自己,總有壹個非常非常小的可能性,刀子會以某種方式穿透這個人的脖子而不受到任何傷害,從而讓他長生不老!當然,這種概率極小,但是根據MWI的說法,所有可能發生的事情都確實發生了,所以這種現象在某個宇宙中總是會發生!其實不管妳怎麽自殺,不管妳是跳樓,躺在鐵軌上還是上吊,總有壹些宇宙讓他活著。從人自身的角度來說,無論怎麽死都不能死!當然,在其他無限宇宙中,他的親友會為他哀悼。這其實是現實版的薛定諤的貓。眾所周知,在貓實驗中,如果原子衰變,貓就會中毒,反之亦然。對此,哥本哈根學派的解釋是,在我們觀察之前,貓是“死而復生”的,但觀察之後,貓的波函數坍縮了,貓不是死就是活。MWI聲稱,每個實驗必須同時產生壹只活貓和壹只死貓,但它們存在於兩個平行的世界。

宇宙分裂

這樣薛定諤的貓就不用擔心生死了。只是宇宙分裂成了兩個,壹個有壹只活貓,壹個有壹只死貓。對於活著的貓的宇宙來說,貓永遠是活著的,不存在生死疊加的問題。對於死貓的宇宙來說,貓其實是在分裂的那壹刻死去的。不要等人家打開盒子才“崩潰”,才能下定論。

自宇宙誕生以來,這樣的分裂不計其數,其數量呈幾何級數增長,很快就趨於無窮大。我們現在所處的宇宙只是其中之壹,除此之外還有很多其他的宇宙。有些離我們很近,是最近才脫離家譜的,而那些從遙遠的古代就和我們分道揚鑣的宇宙,可能就大不相同了。也許在某個宇宙中,小行星沒有撞擊地球,恐龍依然統治著世界。在某個宇宙中,克婁巴特拉的鼻子短了壹點,這並沒有讓凱撒和安東尼感到興奮。那些反對歷史決定論的“鼻子歷史學家”,會對後來的發展感興趣,看看是否真的存在歷史蝴蝶效應。在某個宇宙中,格魯希在滑鐵盧沒有遲到,希特勒在敦刻爾克之前沒有下達停止進攻的命令。在更多的宇宙中,因為不合適的物理常數,根本沒有生命和行星。

似乎結論是整個量子力學可以和相對論聯系起來,或者用相對論代替量子力學。但請註意,平行宇宙保留了矛盾的對立(同壹個宇宙的貓不會有生死的疊加)卻肢解了矛盾的統壹(使矛盾的雙方處於兩個不同的宇宙),辯證法的根本規律似乎被否定了?

等壹下!仔細想想:每壹次電子跳躍,每壹次光子衍射,我在鍵盤上打出的每壹個字符都能創造壹個宇宙?那麽,自大爆炸以來,已經創造了多少個宇宙?宇宙的數量每秒鐘都在以驚人的速度增加?這個理論似乎是為了解釋壹個小電子的衍射而創造壹個巨大的宇宙!沒有證據證明這個理論。我們從來沒有發現我們有創造宇宙的能力。

弦理論

看來唯物辯證法被推翻的擔心可以暫時放下了。或許在不久的將來,隨著基於量子力學的統壹理論(極有可能是弦理論)的建立,辯證法也將被提升到壹個前所未有的高峰。而以辯證法為基礎的理論有著堅實的基礎,這是我們學習哲學和物理學的根本目的。

實際上,薛定諤貓的意義不僅在於宏觀量子態是否存在,還在於量子態的波函數如何坍縮。現在說薛定諤的貓只是在極端條件下實現了幾個粒子的兩個疊加態才得到證實還為時過早,等到可以觀測到宏觀物質的量子態時也不遲。