《薛丁格的猫》好可怜到底会死不会死

2022 年 5 月 8 日

量子力学之父

《埃尔温·薛丁格》他是「量子力学」的奠基人之一。就连1944年着有「生命是什么？（What is Life?）」，发现DNA双螺旋的「瓦森（James D. Watson）」与「克里克（Francis Crick）」也表示受《薛丁格》影响颇深。

1933年《薛丁格》和英国物理学家《狄拉克》共同获得了诺贝尔物理学奖，被称为量子物理学之父。

《薛丁格》(1887 – 1961)出生在奥地利维也纳，在维也纳大学学习物理与数学并在1910年取得博士学位。他曾在「苏黎世大学」担任「理论物理学教授」，过去「爱因斯坦」和「劳恩」也曾担任过。在「苏黎世大学」期间他提出了著名的薛丁格方程式，创立了「波动力学」学说用以来描述量子力学。

而大家最为熟知的应该就是他的《薛丁格的猫》想像实验理论。《薛丁格的猫》一直是量子物理学争论不休的话题之一，最特别的是背后的哲学意味引人深思。

薛丁格的猫

《薛丁格》做了一个想像实验，将一只猫放进盒子。论述如果将一只猫锁一个不透明箱子中，并准备毒气瓶，设定「量子粒子」处于某状态下，毒气瓶便会破裂；若该粒子处于另一状态，则毒气瓶完好无损。

将箱子封闭，此粒子的「量子状态」，目前是两种状态共存的情况。也就是叠加态，说的是毒气既是已从瓶中放出，又被封存在瓶中，玄之又玄的状态。所以这时箱中的猫，在这叠加态下同时呈现既是活，也是死的「量子叠加态」，或说是「量子纠缠态」。根据量子力学，未进行观察时的「原子核」处于已衰变和未衰变的叠加态，但是，如果在一个小时后把盒子打开，实验者就只会看到"衰变的「原子核」和「死猫」"或者"未衰变的「原子核」和「活猫」"两种情况

如果不了解「量子力学」欢迎先看看老高的科普《量子力学与平行宇宙与你》

也就是说当箱子打开时，此「量子叠加态」瓦解；那瞬间，你看到这只猫是被毒死？还是活着？势必会发生一件。如果你不去打开或看它，那祂就会仍处于既是活，也是死的「量子纠缠态」当中。

看一眼很有事

显而易见的就常理常识来说，根本没道理是违背常理的事。然而这个实验特别之处就在于使“量子力学的微观世界不确定性变为宏观世界的不确定性”；“微观的混沌变为宏观的荒谬”，意思就是说，人类所看得见常识性的世界，我们称为宏观世界；而人类看不见的的世界，看不见不表示不存在，光需要用显微镜看的东西，我们就看不到，这称为微观世界。而量子力学属于微观世界的范畴，当微观世界发生的不确定性，对宏观世界的人类来说就是件荒谬的事。

我们常常说，看一下没关系啦！碰一下又不会死！但是或许真的会惹祸。其实可以用「蝴蝶效应」来解释，「蝴蝶效应」也是混沌理论中的其中一个理论。指的是在一个动态系统中，初始条件的微小变化，将能带动整个系统长期且巨大的连锁反应，是一种混沌的现象。对于这个效应最常见的阐述是：”一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，可以在两周以后引起美国德克萨斯州的一场龙卷风。“，换句话说，看一下没什么这个动作，或许下一秒挣脱「量子叠加态」的猫就死了，或是两个月后你会因为虐猫被发现，被警察抓去关。

以宏观世界来说确实你的看一眼并不会发生任何事，不过别在街上随便看，你可能会被说「看三小」，因而被揍。然而在微观世界的观测中，对于被观测对象是有影响的，会引起变化。以观测电子为例，要用光照才能看见，光的最小单位光子的能量虽小但不是零，光子照到被观测的电子上，对电子的影响很大。

猫倒底是生还是死

《薛丁格的猫》这个实验还是建立在想像跟猜测上，但是你以为就这样吗？这么玄？比玄学还玄？

其实物理学家们，对《薛丁格猫》到底可不可能有"「既死亦活」的叠加态"已能作出符合量子力学的解释。相关类似的真实实验还是有的。

2010年「美国国家标准技术研究所」的实验团队开始实验出“薛丁格的猫”状态。其应用超导量子干涉仪，在2000年终于完成实验成功展示出当时最大的”薛丁格猫“叠加态。在超导量子干涉仪的超导回圈以两种可能方向流动的电流形成了这”薛丁格猫“叠加状态。这微安培数量级的电流涉及了上亿个电子，围绕着大约有人发那么粗的回圈移动，在量子尺寸来说，可以算是宏观系统，也称之为"薛丁格猫"态。

另外2016年，当时在维也纳大学的生物物理学家Alipasha Vaziri领导的研究团队报告称，他们用单光子光源证实了“人眼可以探测到单光子事件，而且探测到的机率很高，间接证实看一眼很可能会造成改变。

《薛丁格的猫》跟我们有几毛钱的关系？

所以《薛丁格的猫》到底是生是死？其实亦生也亦死。简单来说这就涉及到「平行宇宙论」了，当打破「量子叠加态」那一刻，同一刻两个世界，有一只死掉的猫跟一只活着的猫，再玄乎点，诸多平行宇宙有《薛丁格的猫》的不同样态，死、活、半死半活、变成怪兽猫、变成超猫，也可能猫不见了。

好了最近看了《妈的多元宇宙》加上我准备要写的小说《薛丁格的猫》要找素材，刚好就写了这篇当作前导。

当然不是要写「科幻小说」，写的是「爱情小说」，爱情就像《薛丁格的猫》一样，是有违常理悖论，捉模不定；在爱情当中会发生什么，是爱？还是喜欢？是寻求慰藉？还是自卑产生无形压力？她爱我、他不爱我？还没打开盒子看前，永远不知道这只猫会生还是死，还是就保持叠加纠缠态，纠缠一生？但是也很可能有别的机会。
各位对于《薛丁格的猫》又有时没想像呢？欢迎底下留言一起讨论。