讓人瘋狂的一個思想實驗,我們熟悉的現實世界瞬間崩塌!
愛因斯坦提出的引力概念拒絕適應量子理論,但很多科學家相信在量子陰影下的某種東西才更糟糕,是真正的夢魘。其中最主要的就是原子所遵循的量子力學法則,特別是其中一個方面,稱為測量問題的東西。
如果你想看到量子物理學家眼中的恐懼,直接提「測量問題」就好了。測量問題是這樣的,原子只有當你去測量它的時候才存在於某處。換言之,一個原子實際上到處分布,直到一個有意識的觀測者決定要去看它是否在那裡,所以測量的行為,也就是觀測生成了整個宇宙。
這是多麼瘋狂的想法,一個假象實驗更能讓你體驗那種瘋狂。
實驗的名字就叫「薛定諤的貓」,相信很多人都聽說過。薛定諤是原子理論的奠基之父之一,再20世紀30年代中期,為了顯示量子力學的荒謬,他設計了一個思想實驗。他提出用一個箱子,裡面放一盒未開封的氰化物,盒子和一個放射性探測器相連,還有一些放射性物質。如果放射性物理的原子放射出一個微粒,將被探測器捕獲,接著釋放出氰化物。
如果把一隻貓放進箱子里,接下來發生的將是最迷人的地方。根據經典的量子力學,也就是哥本哈根詮釋,在箱子觀賞的整個時間裡,裡面的放射性原子尚未決定它是否要衰變並釋放出一個粒子,所以我們得用它們同時既衰變又不衰變的兩種描述。
這意味著什麼呢?既然放射性粒子發動釋放毒氣的機關,貓既是中毒的又沒有中毒,所以直到我們打開箱蓋檢查貓的命運(這也稱為一個測量),這不是說我們不知道,而是貓真的同時處於活著或死了兩種狀態。這顯然是自相矛盾的。
薛定諤的貓的矛盾以及測量問題自相矛盾的本質,確實迫使我們完全接受在原子尺度的微小對象,只遵循它們自己的一套深刻奇怪的法則,但是在更大的每日經驗的尺度上,這些法則消失了,一套全新的良好的直觀法則取而代之!
事實上,不僅僅是薛定諤的貓這種假想實驗,科學家在實驗室中確實也發現了微觀世界的詭異現象,比如說「電子雙縫干涉實驗」(之前已提到多次,不再詳說,不了解的可以簡單搜索下),人們的觀測行為會影響到結果,直到現在也沒有一個讓人信服的解釋出現!
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