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「薛丁格的貓」是一個非常著名的量子理論理想實驗,總結了古典物理學、量子力學哥本哈根解釋、量子力學多重世界解釋這三者的差異。通過這項實驗,我們能了解到很多關於多重宇宙的解釋,下面一來了解下。

假設有一個箱子,箱子中被關進了只貓,箱子裡有一部儀器,可以放出瓦斯,能立刻將箱子中的貓置於死地。至於這部儀器會不會放出致命的瓦斯只是一個隨機事件,我們只知道箱子中有這些東西,但是並不知道裡面發生了什麼事情。在實驗開始後,箱子會被完全密封起來。一段時間過後,就會出現兩種情況,要麼箱子中的儀器已經放出了瓦斯,要麼箱子中的儀器還未放出瓦斯。雖然箱子中只存在這兩種情況,但如果我們不打開箱子,就不可能知道箱子中到底發生了什麼,這就是薛丁格的貓。

從古典物理學的角度來看,箱子中的貓只有兩種結局,要麼已經死了,要麼還沒有死。關於這一結果,只要我們打開密閉的箱子就會得到一個肯定的答案。可是如果從量子力學的角度去預測箱子中貓的情況,就會變得困難起來。量子力學會給出這樣的解釋,此時箱子中貓的情況應該是一種過渡狀態:在這種狀態的波函數中既包括了貓死亡的可能性,也包括了貓不死的可能性。當我們真的打開密閉的箱子後,這兩種可能性就會一個成真,一個消失。這種成真與消失的情況被認為是波函數的坍塌,因為波函數裡面那個代表沒有發生的可能性被擊破了。

想要證明量子力學中的波函數就必須打開密閉的箱子,這樣才會有一個可能性真正發生。如果不打開密閉的箱子,那麼關於這種未知的解釋就只會有一個波函數的推測形式,而不會有一個具體的結果。在大多數人的眼中,量子力學所給出的解釋不具有任何現實意義。因為根據我們以往的經驗,我們知道自己往密閉的箱子中放進去了一隻貓。在實驗結束後,箱子中被關著的還是一隻貓,而不是量子力學所說的波函數。這個實驗的關鍵問題在於貓是死是活。但是經驗主義所關注的問題是,不論我們有沒有打開密閉的箱子,我們都知道箱子中有一隻貓。即使我們好幾天不打開箱子,我們同樣也知道箱子中有一隻貓。

這種經驗主義的觀點及常識也是古典物理學的觀點。因為古典物理學告訴我們,當人們在觀察某樣東西的時候就會了解這樣東西。但是量子力學卻告訴我們,人們在觀察某樣東西的時候,這樣東西才被「擁有」。所以,箱子中的貓是死是活,是我們向密閉的箱子裡面看時才能確定的結果。不論是量子力學哥本哈根解釋還是量子力學多重世界解釋,對我們來說,貓到底是死是活,都要等我們打開密閉的箱子看時才能得知。可是看過密閉箱子中的情況後,量子力學哥本哈根解釋和量子力學多重世界解釋就會給出不同的說法。

量子力學哥本哈根解釋給出的說法是,當我們向密閉的箱子中看的N時候,就說明代表貓的那個波函數所給出的兩種可能性中的一種可能性世就會實現,而另一種可能性則會消失。也就是說,在這種解釋中,波函數會在打開箱子的那一刻崩塌。量子力學多重世界解釋給出的說法是,不論密閉箱子中的貓是死是活,就在原子衰減的時候,這個世界會分裂成兩個,而每個世界中都會有一個貓是死是活的版本。也就是說,在這種解釋中,貓既是死的又是活的,因為波函數即使在打開箱子的那一刻也不會出現崩塌的現象,與量子力學哥本哈根解釋的波函數完全不同。

波函數就會分裂為兩個,其中一個波函數與貓的死亡的實相分支緊密相連;而另一個波函數與貓的活著的實相分支緊密相連。關鍵在於,這兩種不同的情況是相互隔絕的,任何一方都不知道另一方的情況,所以量子力學多重世界解釋給出的答案是,貓既是活的也是死的。這個薛丁格的貓的理想實驗是由諾貝爾物理學獎得主薛丁格提出的,主要目的是解釋愛因斯坦相對論中存在著的祖母悖論,也被稱為平行宇宙之說。

在平行宇宙或是多重宇宙的解釋中,微觀世界的規律與我們日常生活中所觀察到的宏觀規律存在著一定的差異,而處於所謂「疊加狀態」的微觀粒子之間的狀態的最大特點就是不確定性。其中,量子力學哥本哈根解釋告訴我們,這個世界不論真正的樣子是什麼,總不是實存的。也就是說,量子力學哥本哈根解釋雖然沒有告訴我們真正的世界到底是什麼樣子,但是卻告訴我們世界真正的樣子並不是我們通常所認為的那樣。

量子力學多重世界解釋告訴我們,我們的世界有許多版本存在,而遊且我們也有許多個自己,對應著生存在多個版本的世界中,也就是說,有多個平行的宇宙存在,而且這種平行宇宙的具體數量還是無法計算的,並且全部真實存在。量子力學既被認為是一種物理學理論,也被認為是處理亞原子現象的一種程序。關於亞原子現象的觀察,一般人是無法做到的,必須藉助精密的設備才可以進行觀察。