薛定谔的猫在今天

作者: JohnMarti | 来源:发表于2021-01-08 01:59 被阅读0次

薛定谔讲述他的故事的七十年后,几乎每年都召开会议来讨论量子之谜,期间通常也包括对意识的讨论。物理专业期刊上关于猫的故事的文献逐渐在增加。举两个例子:一篇标题为“原子的‘薛定谔猫’叠加态”的文章用微观系统展示了这样一种态。另一篇是“原子鼠探测量子猫的寿命”,这里的“鼠”是一个原子,“猫”是宏观谐振腔内的电磁场,虽然这些实验都是非常严肃、昂贵的物理项目,但标题却展现了物理学科是如何带着幽默感来处理量子力学的古怪特性的。

说到幽默,这里有一幅刊载于2000年第五期《今日物理》期刊上的卡通画。这份期刊是美国物理学会行销最为广泛的一份杂志。放在二十年前,这幅画没有可能出版。

阿隆·德雷克画的薛定谔的狗(2000年)。版权所有:American Institute of Physics

虽然量子力学的神秘特征在物理课上仍然很难讨论,但学生的兴趣在增加。最畅销的量子力学教科书拿活猫做封面,拿死猫做封底——虽然内文中关于猫的讨论很少。

若干年前,人们不会提出实验研究量子力学神秘特性的建议,即使提了也得不到资助。现在一切都大为改观,这方面研究得到了相当的重视。越来越大的物体被置于叠加态,被同时置于两地。奥地利物理学家安东·蔡林格已经用含有七十个碳原子的足球形大分子“巴基球”进行了这种实验。他现在正准备用中型蛋白和病毒来做同样的实验。在最近的一次会议上,有人问他:“有什么限制吗?”他的回答是:“只有预算。”

含有数十亿电子的真正的宏观叠加态已被证明其中的每个电子都同时在两个方向移动。玻色—爱因斯坦凝聚已制造出来,其中的几千个原子每个都延伸超过几个毫米。2003年,美国物理学会发了份新闻简报,通栏标题是“3600个原子同时在两个地方”。2007年,《物理评论快报》(物理学重要研究期刊)里一篇文章的第一句话就是:“在人造纳米机电系统(NEMS)下观察量子力学行为的比赛使我们比以往任何时候都更加接近检验量子力学的基本原理。”用只在我们永远无法真正看到的小东西的水平上谈怪异来消除薛定谔的关注正变得越来越难。

也许最难接受的说法是你的观察不仅创造了目前的实在性,而且也创造过去的适当的实在性:当你的观察使猫坍缩到活或者死的状态,你也创造了历史——或者是饿了8小时的活猫,或是死了8小时的死猫。

量子宇宙学家约翰·惠勒提出的“延迟选择实验”最接近对量子理论的时间回溯特征的检验。它证实了量子理论的这样一种预言:观察创建有关的历史。

真遗憾,薛定谔没能看到大家对他的猫越来越大的兴趣。他认为,自然一直想告诉我们点什么,物理学家的目光应当超越对量子理论的实用主义态度。他同意约翰·惠勒的名言:“在某处总有让人不可思议的事情在等待发生。”

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