貓佯謬

“薛丁格之貓”又名“薛丁格的貓”,是關於量子理論的一個理想實驗,薛丁格之貓的概念提出是為了解決愛因斯坦的相對論所帶來的祖母悖論,即平行宇宙之說。

訟法內容

這些佯謬中最著名的是薛丁格的“貓佯謬”。許多物理學家以惱怒的心情看待這個佯謬,因為他們認為這個佯謬並不具有任何“真實的”後果。例如,霍金有一次說過:“當我聽說薛丁格的貓時,我就跑去拿槍。”所討論的問題如果太深奧,這種不屑一顧的態度往往很普遍:很多人在一層薄冰上仍然輕鬆愉快地滑行,完全漠視腳下潛伏的危險。這樣,貓佯謬就被認為是從量子餐桌上掉下來的碎屑,解決它是哲學家的事,而哲學家們也確實為此大動起腦筋。然而,也許有可能設計出實驗來驗證這個佯謬。
薛丁格所構想的“思維實驗”。一貓蜷伏在一箱裡面,而箱子中放有某種放射性物質,以及一個盛有致命的氰化物小玻璃瓶。放射性衰變本身是一種量子過程,因此它的發生只能在幾率的意義上加以預測。一種設計巧妙的連鎖裝置,使得當放射性樣品中的某個原子發生衰變時,它觸發的信號能使一把預先定好位置的榔頭落下,打破小瓶使有毒氣體逸出,從而把貓殺死。按照常識,貓是非死即活;但是按照量子力學原則,由箱子和其中一切物體所組成的系統,是由一個波函式來描述的。為使問題簡化,讓我們假設這貓只能存在於兩個量子力學態--活或者死,系統的波函式中,就包含著這兩種可能的、但相互排斥的觀測結果的組合。因而這貓在同一個時刻是既活又死。如果我們這位老好人薛丁格教授不去打開箱蓋看這貓,他自己的方程就表示,這貓的時間演化在數學上,可以用這兩種狀態的組合來描寫,而這種組合在物理上(以及生理學上)是說不通的。正像在測量做出之前電子既不是波也不是粒子一樣,這貓在教授最終決定去窺視它以前,既不是活著也不是死了。

論證方法

薛丁格的貓,和放置它的那個惡魔般的裝置。箱壁假設是不透明的。如果箱壁是透明的,則按照量子基諾佯謬,放射性物質就永遠不會衰變,因而貓也永遠不會死去。[錄自《量子力學中的多世界論》(B.S.deWitt,N.Graham編緝),第156頁。]
薛丁格就是用他發明的這套“地獄般的裝置”去抨擊量子力學的非決定性,他把這非決定性從放射性衰變的微觀尺度,轉移到了死貓的巨觀尺度。觀測的作用不僅明顯地在現象中注入了一種主觀因素--某個人必須打開箱子去看這隻貓,而且它也迫使貓不可逆地接受這兩種可能性之一--要么玻璃瓶完好無損、貓也安然無恙,要么瓶子被打碎從而貓死去。
薛丁格的貓生動地把測量問題擺到我們的面前。看來我們得要相信,系統的狀態被觀測本身改變了。然而這顯然又太離奇。如愛因斯坦所說:“我不可能想像,只是由於看了它一下,一隻老鼠就會使宇宙發生劇烈的改變。”然而,即使是量子力學的先驅們,也沒有把這當做必定是一件壞事。正像玻爾在與瑞士理論物理學家泡利(WolfgangPauli)的一次交談中,對泡利說道,泡利的的一個想法“是狂想,但狂得還不夠”。
貓佯謬是一個假想的用來連結微觀量子現象和巨觀世界的實驗
一個微觀粒子在特定場合出現與否取決於波函式的機率
這個子就被做成如果粒子出現了,就殺掉貓,否則不殺
現在問題來了,根據量子理論,粒子既會出現,又不會出現,是該波函式載空間的彌散
那么貓是死是活呢?物理學家沒辦法,只好承認貓同時處在死和活兩種狀態
現在第三層平行宇宙理論解決了這個問題
宇宙分裂成兩個,貓在其中一個裡面活著,在另一個裡面死了

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