好奇害死了貓

盡管科學(xué)家在實驗室里從未見過違反量子力學(xué)的情況，但該理論不斷違反“常識”。由量子力學(xué)引進(jìn)的概念實在新奇，以至于歐文·薛定諤在1935年設(shè)計了一個巧妙的“思維實驗”，捕捉到了它的明顯荒謬。

想象在盒子里有一瓶毒氣和一只被困的貓，盒子不允許被打開。顯然，我們不能窺視盒子的內(nèi)部，我們只能說貓也許死了，也許活著。現(xiàn)在，想象一下，那瓶有毒氣體被連接到能探測鈾礦石輻射的蓋革計數(shù)器（單個鈾原子核分解釋放輻射，將引發(fā)蓋革計數(shù)器，接下來瓶子會被打破貓會死亡）。

根據(jù)量子力學(xué)，我們不能確切地預(yù)測一個鈾原子核何時解體。我們只能計算數(shù)十億個原子核瓦解的概率。因此，描述單個鈾原子核，量子力學(xué)通常假設(shè)它為兩種狀態(tài)的混合物——一種狀態(tài)是鈾核是惰性的；另一種狀態(tài)是已經(jīng)衰變。貓則由含有貓無論是死是活的概率的波函數(shù)描述。換句話說，我們必須在統(tǒng)計上假設(shè)貓是兩種狀態(tài)的混合體。

當(dāng)然，一旦我們被允許打開盒子做測量，我們可以確定貓是死了還是活著。但在盒子被打開之前，根據(jù)概率，貓在統(tǒng)計上處于生死未卜的狀態(tài)。打開盒子的行為決定了貓是死是活——根據(jù)量子力學(xué)，事實上，正是這種測量過程本身決定了貓的狀態(tài)。量子力學(xué)暗示，物體在被觀察到之前，存在于不確定的狀態(tài)（例如死亡或活著）。

愛因斯坦被量子悖論的含義困擾，比如薛定諤的貓。他寫道，“這會允許這樣嗎？”愛因斯坦像牛頓那樣堅信客觀現(xiàn)實，認(rèn)為物理宇宙存在于精確的狀態(tài)，獨立于任何測量過程——測量只是確定狀態(tài)的過程，不會影響結(jié)果。

量子力學(xué)的引入捅開了一個哲學(xué)思想的馬蜂窩，從那以后，一直嗡嗡作響。