科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
“存在就是被感知”，如果用貝克萊的這句名言來解釋“薛定諤的貓”，似乎也有一定道理。
“薛定諤的貓”是在量子力學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個思想實(shí)驗(yàn)，那么這個實(shí)驗(yàn)所表達(dá)的意思究竟準(zhǔn)不準(zhǔn)確呢？其實(shí)直到現(xiàn)在科學(xué)家也沒有得出結(jié)論。
薛定諤的貓又死又活
諾貝爾物理學(xué)獎獲得者尼爾斯·玻爾曾說：“誰要是第一次聽到量子理論時沒有發(fā)火，那他一定沒聽懂。”而“薛定諤的貓”就是量子困惑中具有代表性的一個。
尼爾斯·玻爾
“薛定諤的貓”是一個什么樣的實(shí)驗(yàn)？在現(xiàn)代社會下哪些情況體現(xiàn)了“薛定諤的貓”？“薛定諤的貓”具有什么樣的研究意義？由“薛定諤的貓”還延伸出了什么問題？接下來我們就用更通俗的角度來理解“薛定諤的貓”，看看它到底是什么意思，又能夠比喻成什么？
我們還是要先來了解一下，薛定諤做的這個思想實(shí)驗(yàn)究竟是什么。
首先思想實(shí)驗(yàn)是指使用想象力去進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，所做的都是在現(xiàn)實(shí)中無法做到（或現(xiàn)實(shí)未做到）的實(shí)驗(yàn)。
這個實(shí)驗(yàn)由奧地利物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤，在1935年基于量子力學(xué)提出。
埃爾溫·薛定諤
薛定諤將一只貓、少量的鐳（存在50%的衰變概率）和氰化物（毒藥）、量子探測裝置和一把錘子，放在一個不透明的箱子中。此時的貓?zhí)幱诨钪臓顟B(tài)，如果鐳發(fā)生衰變，就會放射出粒子。
此時粒子探測器就會進(jìn)行接收，然后發(fā)出信號，觸發(fā)錘子的機(jī)關(guān)，錘子打碎裝有氰化物的瓶子，最后導(dǎo)致貓被毒死。
而如果鐳不衰變，那么機(jī)關(guān)就不會被觸發(fā)，貓就不會死。但是由于鐳的衰變幾率是50%，我們不確定它是否會衰變。
箱子內(nèi)部的實(shí)驗(yàn)裝置與貓
即便是我們將其替換為一個會在一天內(nèi)衰變的放射性原子，但我們也不知道這個原子會在一天中的哪一個時間衰變，也就是說我們在每一個時刻都無法確定這只貓是死是活。
除非我們將箱子打開，進(jìn)行確認(rèn)。但是這個時候貓的死或活的狀態(tài)，就被我們的這一行為所決定了。在薛定諤看來，如果我們不揭開箱子，那么貓的狀態(tài)就一直處于“死-活疊加態(tài)”中，但是一旦揭開，它的狀態(tài)就被決定了。
人的行為就成了關(guān)鍵性的一步
“薛定諤的貓”雖然是在量子力學(xué)領(lǐng)域下進(jìn)行的思想實(shí)驗(yàn)，但是我們在現(xiàn)代社會也常常將“薛定諤的貓”來比喻一種現(xiàn)象。
我們可以將“薛定諤的貓”表示事情無法預(yù)測性。也就是說，一件事如果我們不去做，那么它就會有兩種結(jié)果，但我們一旦做了，它就只剩下一種結(jié)果。
在沒有選擇時一切都是未知
最簡單的理解就是，現(xiàn)代社會的人幾乎都會面臨找工作的情況?，F(xiàn)在你在看招聘軟件的時候，恰好看到一家滿意的公司，但是你十分猶豫到底要不要投這份簡歷。
你的猶豫可能受制于很多原因，一家公司在選擇員工的時候，會看應(yīng)聘者的學(xué)歷、年齡、性別、工作經(jīng)歷以及工作能力等。如果恰好這家公司只看重工作能力，其他條件都是輔助。
如果你去面試了，那么你可能就會因?yàn)楣ぷ髂芰?strong>被錄用或不被錄用。但是如果你不去面試，那么你的工作能力可能滿足要求，也可能不滿足要求。這種概率事件在我們的日常生活中隨處可見，這樣不確定和確定的結(jié)果僅僅需要我們自己去作出決定。
人生處處充滿選擇
所以為了避免“薛定諤的貓”這一現(xiàn)象對自身產(chǎn)生影響，我們在做一件十分重要的事情時，就不要過多猶豫。因?yàn)?strong>只有做了，你才能知道結(jié)果，而這個結(jié)果究竟是好是壞，都會對你產(chǎn)生一定的影響。
當(dāng)下就是最好的時機(jī)不要猶豫
這個影響也很好理解，如果你決定去投簡歷，并進(jìn)行面試。如果面試成功被錄用，就證明自己的工作能力得到認(rèn)可，然后我們就能夠在之后的工作中不斷積累工作經(jīng)驗(yàn)。
但是如果我們面試失敗，那就意味著我們的工作能力可能還沒有很好，為了下一次不再失去工作的機(jī)會，我們就會激勵自己不斷地學(xué)習(xí)，從而提升自己的工作能力，在面對下一份工作機(jī)會的時候，或許還會更加從容。
大膽去做吧
對“薛定諤的貓”的通俗解釋大致如此，當(dāng)然在現(xiàn)代社會，它同樣還在量子力學(xué)領(lǐng)域起作用，因?yàn)榭茖W(xué)家對于這一現(xiàn)象還沒有得出準(zhǔn)確的結(jié)論。
在20世紀(jì)初創(chuàng)立量子力學(xué)
薛定諤進(jìn)行這一思想實(shí)驗(yàn)，其實(shí)是想指出如果應(yīng)用量子力學(xué)哥本哈根詮釋于宏觀物體會產(chǎn)生的問題，以及其于物理常識間的矛盾。
根據(jù)哥本哈根詮釋，是要我們分型微觀系統(tǒng)和宏觀系統(tǒng)。薛定諤在實(shí)驗(yàn)中將鐳衰變釋放出粒子的行為看作一個微觀系統(tǒng)，將貓的生死狀態(tài)看作一個宏觀系統(tǒng)。
很顯然，在微觀系統(tǒng)部分，要描述鐳是否會放射出粒子，可以用兩個量子態(tài)的線性組合。這個微觀系統(tǒng)的量子行為顯然與哥本哈根詮釋相悖。
微觀系統(tǒng)和宏觀系統(tǒng)同存
海森堡在哥本哈根詮釋中，提出不可能同時獲得微觀粒子的動量信息和位置信息。因?yàn)?，微觀粒子的狀態(tài)會被觀測活動而影響。
哥本哈根學(xué)派的學(xué)者還提出：一個量子系統(tǒng)的量子態(tài)可以用波函數(shù)來完全地表述。波函數(shù)代表一個觀察者對于量子系統(tǒng)所知道的全部信息。
我們知道在薛定諤的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)退相干理論，貓既生又死的狀態(tài)并不可能存在，因此這就在一定程度上諷刺了海森堡的“疊加態(tài)”的解釋。
沃納·海森堡
而能夠決定貓的狀態(tài)的“人”，也就對應(yīng)作為觀察者的波函數(shù)。很顯然，我們也知道“人決定狀態(tài)”這個結(jié)論，就存在很明顯的主觀唯心主義。除了薛定諤做的這個實(shí)驗(yàn)外，愛因斯坦也提出“上帝不會擲骰子”來反駁哥本哈根詮釋。
愛因斯坦和波爾都是物理界的天才
隨著量子力學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們也試圖在宏觀條件下做“薛定諤的貓”的實(shí)驗(yàn)，但是只能做出一些介于宏觀和微觀之間的疊加態(tài)，并且只能證明量子力學(xué)的隨機(jī)并不是決定論。
但在這期間，科學(xué)家們也將“薛定諤的貓”延伸出了許多物理問題以及哲學(xué)爭議。而其中有一個物理問題也受到廣泛關(guān)注——平行宇宙（多元宇宙）。
你相信宇宙中還有另外一個你嗎
由于科學(xué)家每次在觀察量子時，狀態(tài)都不相同。由于宇宙中的所有物質(zhì)都有量子組成，于是在量子不同狀態(tài)下，科學(xué)家也提出了宇宙不止一個的問題。
于是1957年，提出“多世界詮釋”的科學(xué)家休?艾弗雷特基于“薛定諤的貓”認(rèn)為，在關(guān)著貓的不透明箱子中，原本就存在兩個宇宙，而這兩個宇宙的情況與箱子外的世界完全一致。但是其中一個宇宙中的貓活著，而另一個宇宙中的貓則死了。
但是由于兩個宇宙被糾纏在了一起，因此我們打開箱子的時候，兩個宇宙發(fā)生分裂，但是我們看到的究竟是哪一個宇宙卻無法事先確定。
科學(xué)家休?艾弗雷特
于是在平行宇宙論中，薛定諤的貓就不止一只，而處于不同宇宙中的貓也沒有辦法感知另一個宇宙的存在。
就像我們身處在這個原本熟悉的宇宙空間，但是隨著我們的探索，卻發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)、暗能量，甚至還有蟲洞和黑洞的存在。
生命不息，探索不止
而我們原本熟悉的常規(guī)物質(zhì)僅占全宇宙的5%，剩下的就是暗物質(zhì)和暗能量了。于是在平行宇宙的理論下，“我”這一個體本身還在其他的宇宙空間中，以與現(xiàn)在完全不同的狀態(tài)生活著，或已經(jīng)死去。
“薛定諤的貓”在現(xiàn)代科學(xué)的研究下，或許并不正統(tǒng)，但是其延伸出來的價值卻值得科學(xué)家繼續(xù)探索。
金原遠(yuǎn)