序言｜真實并不存在

我們題目中的貓是個神奇的動物，而薛定諤卻是個真實的人。厄爾文·薛定諤是一位德國科學家另有說法認為他是奧地利人，譯者注。。他在20世紀20年代中期創立了現在被稱為量子力學的科學分支中的一個方程。這個分支幾乎不能算是個正確的描述，但是量子力學卻為所有現代科學提供了基礎。這個方程描述很小的物體，一般說來是原子大小或者比原子更小的物體。這為微觀世界提供了唯一一種理解。沒有這些方程，物理學家將無法建設核電站(或制造原子彈)，制造激光器，或者解釋太陽為什么是熾熱的。沒有量子力學，化學家們將仍然停留在黑暗年代，也不會有分子生物學，不會有對DNA的理解，不會有遺傳工程——不會有任何科學。

量子理論代表著科學的最大進展，比相對論具有更大意義，更直接更實用。而且能產生許多奇特的預言。量子力學世界是那么神奇，實際上連阿爾伯特·愛因斯坦也發現其難以理解，而拒絕接受由薛定諤及其同事創立的理論結果。愛因斯坦及許多其他科學家發現將量子力學方程視為一種數學上的簡單表述更為合適，認為它僅是對原子及亞原子粒子行為的一個合理的描述。但其本身隱藏了更深的真理，這些真理更接近于日常的真實性。因為量子力學給出的是：沒有什么是真實的，我們不去觀察它們時，則什么也不能說。薛定諤那奇怪的貓用來區別量子世界，以及日常生活中所見到的世界。

在量子力學世界中，日常所見的熟悉的物理定律不再成立。取而代之的是，事件發生由幾率決定。例如具有輻射性的原子可能衰變放出電子，也可能不。可以這樣設計一個實驗：具有輻射能力的物質具有50%的機會在某一特定時間內發生衰變。如果其衰變，就會被探測器記錄下來。薛定諤也像愛因斯坦那樣，被量子力學結果弄得心神不安，嘗試著用一個假想的實驗來檢驗理論隱含的晦澀之外。設想在一個封閉的房子中或匣子里，有一只活貓及一瓶毒藥。當衰變發生時，藥瓶被打破，貓將被毒死。在現實世界中，貓有50%的機會被毒死。

不用看匣子，我們就會樂觀地說，貓可能死了也可能還活著。但是我們遇到量子力學的奇異之處了。這理論說，這兩種機會取決于輻射物質，因而對貓來說除非被觀察到否則就沒有真實性。原子可能衰變，也可能不；貓可能死，也可能活，除非我們向匣子中看，發生了什么。堅持量子力學直接解釋的理論學者認為存在一個中間態，貓既不死也不活，直到進行觀察看看發生了什么。除非進行觀測，否則一切都不是真實的。

這個觀點對愛因斯坦和其他科學家來說無非是麻醉劑。當引述世界由一大堆量子層次上的隨機選擇決定的理論時，他說道：“上帝不會擲骰子。”他不承認薛定諤的貓的非真實態之說，說一定有一內在的機制組成了事物的真實本性。他花了數年時間企圖設計一個實驗來檢驗這種內在真實性是否確在起作用，但他沒有完成這種設計就去世了。也許他沒有活著看到他的思路所引發的結果會更好一些。

在1982年夏天，在法國南巴黎大學，由阿蘭·艾斯派克特領導的研究小組完成了意將探測量子非真實世界的內在真實性的系列實驗。內在真實性——基本機制——被取名為“隱變量”，實驗對象是從源中朝相反方向飛出的兩個質子或粒子(在第十章中對其有完整的描述)。但基本上可以認為是對真實性的檢驗。兩個從同一源中飛來的質子可以被兩個檢測器檢測到，可測量它的極化性質。根據量子理論，這種性質是不存在的，除非實施了測量。根據隱變量觀點，每個質子從它產生就有“真實的”極性。由于它們同時發射，所以它們的極性是相互關聯在一起的。但是實際測量到的在與真實性的兩種觀點不一致。

這些關鍵的實驗結果是沒有含糊的。沒有發現由隱變量理論所預言的那種關聯，卻發現了由量子理論所預言的那種關聯。而且正如量子理論所預言的那樣，對一個質子的測量對另一質子具有瞬間效應的影響。一些作用關聯在一起，糾纏不清，雖然它們以光速飛離。相對論告訴我們沒有信號能超過光速傳播。實驗證明世界沒有內在的真實性。日常所謂的“真實性”在描述組成世界的基本粒子行為時不是一個好的方法，而且這些粒子同時聯成不可分離的整體，每一個都能覺察到別的粒子發生的事。

探索薛定諤的貓就是尋找量子的真實性。簡單總結說，好像這種尋求是沒有什么結果的，因為不存在日常詞匯中的真實性。但這不能算完，尋找薛定諤的貓可引導我們對瞬間的真實性及一般量子力學有一新的理解。路是漫長的，但它卻是始于那些科學家們。如果他們發現了自己苦苦尋找的、我們現在所獲得的答案的話，他們會比愛因斯坦更加驚恐。艾薩克·牛頓，在三個世紀前研究光的本質時，不會想到他那時就已經踏上了尋求薛定諤之貓的征程。