对于未知:知道和天知道,但现在:薛定谔的XX,天也不知道!
对于未知:知道和天知道,但现在:薛定谔的XX,天也不知道!
经常有人在社交媒体上提到“薛定谔的猫”,我以前不知其义,也没费心去查,但这种评论总给我一种一切尽在不言中的感觉。我今天去查了下大概懂得这是一个什么样的实验。但抛开很高端的物理,在一般新闻评论中,请问使用“薛定谔的猫”是想表达与强调什么呢?是想说,局外人永不知局内事?还是一件事可以是多个“态”的集合,但又不能用某种态定义?

“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫既是死的又是活的著名思想实验的名字,它描述了量子力学的真相 :粒子的某些特性无法确定,直到测量外力迫使它们选择。整个实验是这样进行的:在一个盒子里有一只猫,以及少量放射性物质。在一小时内,大约有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫,剩下50%的概率是放射性物质不会衰变而猫将活下来 。
根据经典物理学,在盒子里必将发生这两个结果之一,而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果 。但在量子力学的世界里,猫到底是死是活都必须在盒子打开后,外部观测者“测量”具体情形才能知晓 。当盒子处于关闭状态,整个系统则一直保持不确定性的状态,猫既是死的也是活的。这项实验旨在论证怪异的量子力学,当它从粒子扩大宏观物体,诸如猫,听起来非常荒谬 。
如果我们不揭开盒子的盖子,根据我们在日常生活中的经验,可以认定,此猫或者死,或者活,这是它的两种本征态。但是,根据量子力学,我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫,则只能说,它处于一种活与不活的叠加态,我们只有在揭开盖子的一瞬间,才能确切地知道此猫是死是活,此时,猫的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态。 这与我们的日常经验严重相违,揭开盖子前,要么死,要么活,怎么可能不死不活,又死又活?
薛定谔挖苦说:按照量子力学的解释,箱中之猫处于"死-活叠加态"--既死了又活着!要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。(请注意!不是发现而是决定,仅仅看一眼就足以致命!)正像哈姆雷特王子所说:"To be or not to be --that is the question..."只有当你打开盒子的时候,叠加态突然结束(在数学术语就是"坍缩(recollapse)",哈姆雷特王子的犹豫才终于结束,我们知道了猫的确定态:死,或者活。
有人说,上面说的太高深了,有些玄而又玄,不懂,打个比喻吧,注意是比喻,并不是完全一样,只是为了好理解,是比喻!!你在太空站里抛了个硬币,于是这个硬币一直在空中旋转,这时我们可以说它是“正面态”与“反面态”的叠加态。然后你啪地一下把它拍在桌子上,可能是正面也可能是反面。概率是50%和50%。在量子力学的相关实验里,你没办法预测实验的结果,但是你能预测得到某个结果的概率。就像上面的硬币,你不知道是正面还是反面,但是你知道得到正面的概率是50%。抛硬币其实只是个过程,你不能说硬币同时是正面和反面,而叠加态是一种态,它可以是两种基态的叠加状态。

还有一个称为薛定谔处女的著名理想实验。一个美女和一个男人被置于一个密室中,这个女人是处的概率为百分之五十。 如果人们开启房门,就会发现女人非处即处。但是在此之前,女人的量子态应是处女状态与非处女状态的混合。所以说科学家想告诉我们,当一个女孩子跟你说:"自己是薛定谔的处"的时候,就是告诉你:要想知道我是不是处,就快来试试吧。
再来上一个反面教材,物理直癌男听后动心女生回答,顿时晴天霹雳,哀莫大过于心死。原来女孩早已心有所属,君子成人之美,便宜姓薛的这小子了。从此一刀两断,不再打扰。

再举个例子。你认识个美眉,她跟你很暧昧,这时候我们称她为“薛定谔的妹子”。薛定谔的妹子有几个状态:女朋友,好朋友,同学和陌生人。现在她处于这几个状态的叠加态,在测量之前你并不知道她是哪个。如何测量?表白!表白之后妹子就不是叠加态了,而是4个状态中唯一的一个状态。当然咯妹子不是随机塌缩的,是有概率分布的。比如你比较帅(有钱),那妹子塌缩成女朋友的概率也会增大。
其实一切不确定结果的事都可以加上薛定谔,再比如“薛定谔的滚”,妹子让你滚,在你做出行动前,你并不知道她是让你回去抱紧她还是真的让你滚……,这确实是一种十分纠结的状态,而此时的你应该处于一种又抱又滚的量子力学状态,解出该波函数以得知在平行世界,你被踹翻还是被抱紧的概率多少,关键是:看脸!
上面说的许多“薛定谔的XX",薛定谔是搞不清楚的,他连自己的猫是怎么回事还没有弄清楚。虽然人们对于薛定谔头脑中那只被放射性物质残害的猫的生死一直众说纷纭,斯特恩·盖拉赫却在实验中,实实在在看到了,我们身处的这个物理世界的量子性,也就是既生又死、既真又假、既梦又醒、既粒又波、既此又彼的存在,按照老子的说法是,玄之又玄,众妙之门。
在古代,人们对于未知事件,一般只有两种答案:知道和天知道,但是对于现在的我们,对于未知事件,却增加了一种答案选项:薛定谔的某某,天也不知道!
量子性是这个世界已知的基本特征,未来的世界是我们的,也是你们的,但归根结底是量子的:通讯将是量子的,计算将是量子的,人工智能也将是量子的。这个物理世界运行的基本逻辑,决定了我们身边的一切。不要再纠结是庄周做梦变成了蝴蝶、还是蝴蝶做梦变成了庄周,拿起你的手机使劲往地上一摔,你就知道这个世界是客观的还是主观的了。
当然量子性不一定是终极真理,还有许多神秘的现象需要解释,比如有鬼魅般超距作用的量子纠缠。但要相信,从牛顿到麦克斯韦,从爱因斯坦到波尔,人类不断了解和认知这个世界的本质,比如能量守恒,比如不可逆的熵增,比如质能方程,比如量子性。这些物理的本质渗透到周遭的方方面面,人们只有通过深度学习,学习现实生活的事物,通过观测推演获取这些事物的内在逻辑,因而是处处遵从这些物理原理的。
人法地,地法天,天法道,道法自然。在人生的每一天里,对身边可爱、聪慧、善良、温婉、贤惠与伟大的女性同胞多一声祝福,衷心希望男同胞不要收到“薛定谔的滚”或者是质疑伊人的”薛定谔的处“!用智慧的头脑,不断重整我们的认知、态度,让和谐与美好成为天底下最大必然的确定态。
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