什麼是「薛丁格的貓」?
首先我們要知道「薛丁格的貓」它只是以宏觀物質裡的貓為例子,來更好的說明微觀世界裡的物質規律,它對宏觀物質並不適合。
1. 「不確定性」
在說「薛丁格的貓」之前,我們先來說下「不確定性」。
「不確定性」說的是量子世界裡物質的規律和特點,屬於微觀世界。
為了便於理解,我們先用宏觀上的例子來舉例說明「不確定性」。
我們想像一個情景:
假設你現在去菜市場買菜。假如這種菜是8塊錢,你覺得這種菜賣8塊錢太貴了,所以你決定和商家討價還價,要把價格控制在5-8,這時候的價格的未知就好比「不確定性」,因為價格是完全存在於5-8之間的任意一個數。只有當你真正付錢時的那一刻,這個價格才能變為確定。
這裡我們還要明白一點,在討價還價的「不確定性」狀態中,5-8之間的任意價格,可以說是同時存在的或者說都是有可能的,所以這時你就會有不確定的結果,即是可以是這種價格,又可以是那種價格。當然這種討價還價的「不確定性」,也導致了你到底該付多錢的「不確定性」。
那我們怎麼把「不確定性」打破呢?也就是我們上述情景中的「付錢」,只有在真正付錢的那一刻,我們才能打破「不確定性」,也就是確定價格,選擇了5-8種任意價格中一種價格。
2. 「薛丁格的貓」
下面我們再來講講「薛丁格的貓」。
「薛丁格的貓」是奧地利物理學家薛丁格提出的一個思想實驗。
實驗具體如下:
a. 把一隻貓放在一個封閉的盒子裡;
b. 再在盒子裡放一瓶毒氣;
c. 在毒氣的上面我們裝一個錘子;
d.錘子連接著一個粒子接收裝置;
e. 在這個盒子內部的頂部我們有一個粒子放射源。
那麼現在我們就有兩種實驗可能:
1. 粒子放射源發生衰變,放出粒子,粒子接收裝置接收到粒子,觸發錘子,錘子釋放,打碎毒氣瓶,於是毒氣就釋放出來,貓死亡;
2.粒子放射源不發生衰變,也就沒放出粒子,那粒子接收裝置就不會觸發錘子,錘子也就不會打碎毒氣瓶,毒氣也就不會釋放,貓活著。
這時,由於我們看不到裡面,粒子放射源發不發生衰變我們是不確定的,到底衰變了呢?還是沒衰變呢?
所以我們也就確定不了貓是活著的,還是死的。
所以在這裡粒子放射源衰不衰敗,是處在「不確定性」狀態中的,既可以是衰敗,也可以是不衰變。(就像我們買菜討價還價一樣)
同樣的,粒子放射源的「不確定性」,也導致了貓到底是死是活的「不確定性」。既可以是死貓,也可以活貓。
那我們怎樣才能把這個「不確定性」打破呢?那就是去打開盒子觀察,也就是前面情景中的「付錢」,只有在你打開盒子觀察的那一刻,你才能確定貓是死是活。
3. 「薛丁格的貓」本來的目的性
我們在文章開頭就講到了,「薛丁格的貓」只是將微觀世界裡物質的特點和規律,通過一個宏觀的貓來表達出來。
這也是難以理解的地方,因為宏觀上的物體特點和規律是「確定性」的,認為「貓要麼死,要麼活」。
但是將微觀物質的「不確定性」的特點和規律通過這隻貓表達出來以後,這隻貓就是「既可以是死,也可以是活」。
薛丁格提出「薛丁格的貓」的最初目的,是想借這隻貓「既可以是活,也可以是死」的荒謬性來說明量子力學存在錯誤。但是沒想到的是,這個實驗成了量子力學的基礎。
4. 用平行宇宙來解釋「薛丁格的貓」
由於「薛丁格的貓」中這隻貓的「即是死的,又是活的」這種狀態在宏觀上太讓人困惑了,所以有科學家用平行宇宙的知識去解釋它,這樣就不必再為貓的死活感到困擾了。
平行宇宙的解釋認為,存在著活貓和死貓的兩個宇宙,這兩個宇宙本來是屬於同一個宇宙。(類似於細胞分裂)
當我們不去觀測實驗結果時,也就是沒有打開盒子,這個同一的宇宙一起發展的,而當「薛丁格的貓」的盒子被打開觀察時,宇宙就開始分裂成了兩個宇宙,一個宇宙中的貓是死的,另一個宇宙中的貓是活的。
因為宇宙是因為貓的死或活所分裂開來的,所以這兩個宇宙除了貓的死活不一樣,其餘在分裂之前的,全部都一樣。
這種平行宇宙的解釋中沒有「不確定性」,對於死貓的那個宇宙來說,在分裂的那一刻,貓只能是死了,而活貓的宇宙中,貓只能是活著的。
這兩個宇宙就被稱為平行宇宙。
當然這兩個平行宇宙還可以分別各自分裂,只要這兩個宇宙中的人再一次去做「薛丁格的貓」。
如果這種解釋成立的話,我們可以推出什麼呢?
就像「蝴蝶效應」一樣,每一次不同的選擇,都會導致分裂出不同的平行宇宙。
那這樣的話,在日常生活中,即使是我們做一個動作,或者說一句話,就能導致平行宇宙的產生,那如果從宇宙大爆炸開始算起的話,現在一共有多少個平行宇宙了呢?
那我們再來想,如果一個生命在一個宇宙中自殺或者不幸被一顆子彈打中了,那這個生命個體就真的就消失了嘛?
不是的,可以說,在生命自殺的那一刻,或者中彈的那一刻,宇宙就開始分裂,就像「薛丁格的貓」一樣,分裂出了「活貓」和「死貓」兩個宇宙。在另一個平行宇宙,那個生命也許因為沒有自殺成功,或者子彈沒有打中要害,而繼續存在了下去。一個生命死亡不代表這個生命就這麼消失了,他在其他的平行宇宙裡還是存在著的。
上面平行宇宙的解釋有點太過科幻了,但也不是沒有可能。
在量子力學和經典力學之間肯定存在著某種橋梁可以把兩個世界連在一起,因為我們現在這個宏觀世界,也是由量子世界中的那些無數的微粒組成的。