给大家出一道动物实验设想题,说到实验动物,也许有人脑子里冒出小白鼠的样子,哈,这里说的其实就是鼠——的天敌——猫。
实验假设的前提是:将猫关在一个封闭不透明箱子里,箱内还置有一小块铀(属于放射性物质,会产生衰变放出射线)、一个盛有毒气的玻璃瓶,和一套由检测器控制的榔头所构成的装置。
因为铀是不稳定的元素,衰变放出射线→触发检测器→驱动榔头击碎玻璃瓶→释放出毒气将猫毒死。所以铀未衰变前,毒气未放出,猫是活的。但是,铀在何时衰变是不确定的。
那么问题来了,猫到底是生是死?
如果告诉你:箱里的猫处于“死-活叠加状态”——既死了又活着!你肯定会问这是个什么猫妖?“不生不死,既生又死”,乍一听就很荒谬,对不对?
——忘了申明一下,这个假想实验不是我设想出来的,在多年前,就已经被一位奥地利的物理学家薛定谔先生提出来了。
物理学家毕竟不是科幻作家,并且这位还是量子力学(研究自然界物理现象力学体系)的奠基人。所以,此言一出,便产生了轰动。
薛猫的生死不确定,不就是因为放射性物质衰变是不确定的吗?不就是概率的问题吗?所以以玻尔为首的一拨物理学家对此的解释是:那个猫在未打开盒子时,只能是有死有活,在观测的一瞬间,猫的生死状态才会坍缩成一个具体的生或死。
就比如,你骑车去买蛋糕,蛋糕属于膨松食品,在路上颠晃啊可能仍完好,可能会变软塌。你只有在打开蛋糕盒子的一瞬间,看到其中一种可能。这就是我们的常理思维。
据说,正是基于量子力学中这个只关心概率,不管过程的特点,薛猫设想才冒出来的。它并不是用来解释量子力学,而是用来质疑量子力学的:两种相反对立的状态是可以同时存在的!
在量子理论中,物质、状态等都是分隔离散的。打个比方,平时大家拍的照片冲洗出来,就是利用射线可以使照相底片感光分离成像的原理。
所以,我们不妨认为,“薛猫假想”是将原本属于同一个空间的“猫”和观猫人,因为封闭不透明箱子而隔开在两个世界,然后又将两个“世界”在时间上各自的状态进行了重叠。虽然你并不知道盒子内的猫死没死,即使猫死了,我们只是在其中某一个时间点看到它死了,空间和时间在此刻就应该被看作量度单位了。这时,我们的常规意识就显得比较片面,不够用了。因为它已经是量子力学的领域范围了。
所以,在我们常人不太熟知的量子力学领域里,薛猫的猜想是有据可依的。而且,薛猫实验的实质已经不是生与死的概率,确切地说上升到“知”与“未知”世界的问题了。
所以,就不能以常规逻辑去看这个理论了,因为你的思维局限在了箱子、猫及生死上。而在量子力学领域,这些常规认知是不成立的,再深究就有点扯远了,可能还会牵涉到诸如英语句型中的“进行时”、“完成时”等。
是不是觉得特别深奥呢?那这个问题就有待我们以后掌握更多的科学知识去深入了解了。就像薛定谔一样,拥有了敢于质疑的底气,说不定也会萌发出像“薛定谔的猫”一样的独特设想呢。
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