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量子与经典的界限在哪里?我们可以在多大的系统中找到薛定谔猫态呢?争议存在了很多年,也同样没有定论。
然而,尽管薛定谔猫提出后带来了诸多争议,但是这个绝妙的想法还是给了人们很多灵感,于是各种薛定谔猫的变种不断涌现。
其中最重要的是艾弗雷特(Evertt)的多重世界理论,或者说波函数从不塌缩的假设。
(注意了,这是本书重要理论基础)
这个理论可以概括为薛定谔方程在所有时刻都成立;也就是说,宇宙的波函数从不塌缩。
在艾弗雷特的理论中没有提到平行宇宙或者世界分裂,它们蕴涵于理论中,而不是事先假定的。
他天才的洞察力在于,这个无塌缩的量子理论实际上与实验观测是一致的。
通过艾弗雷特的理论,我们发现描述一个经典实在的波函数会逐渐演化,最终变为描述多个经典实在(即多个世界)相互叠加的波函数。
对观察者而言,就是一个确定的物理系统,随着薛定谔方程的演化,变为一个按照一定几率分布的随机性系统,其几率与波函数塌缩办法算出的一致。
(大家注意看一下这里,很重要)
把艾弗雷特的理论稍微推广一下,我们就可以得到另外一个反直觉的推论:
量子自杀假说,或者说量子永生。
什么叫做量子自杀呢?
很简单,我们重新思考一下薛定谔猫的实验,这一次我们把实验的视角变换到猫身上。
对于猫来说,尽管有一半的概率生,一半的概率死,可是只要猫还意识到自己活着,那么它一直处于生的那一边,它就不会死去。
让我们把这个例子变得更加极端一点。
假设有这么一个人,一心寻死,第一次选择上吊,可是总有一定的概率绳子断裂而不死。
于是宇宙分裂为两个,一个宇宙中,这个人由于上吊而死;另外一个宇宙中,他由于绳子断裂而活下来了。
接下来他继续寻死,选择了跳楼,但总是有很微小的几率由于某些原因他跳楼也死不了。
由于量子多世界理论,在某个世界中,他总是活着,怎么也死不了,于是从某种意义上而言,他“永生”
了。
从上面的论述我们可以知道,多世界理论是根本不可能被证实的,准确地说只有很小的概率被自证。
比如你是一个具有献身精神的物理学家,致力于证实多世界理论,就可以不断地尝试自杀。
多次尝试之后,在绝大部分宇宙中,你都死了,可是对于那些活下来的你来说,你依靠多次自杀未死而证实了多世界的存在。
但这只能说服你自己,一旦你把这套说辞公之于众,肯定被当作神经病。
(我在想,那想胡言乱语的神经病人所陈述的事会不会是真实的呢?也许是发生在另一个世界里的事)
而且这样做的代价太大了,要想完成这个实验,你得把绝大部分多重世界中的自己都杀死才行。
由于这种验证不可行,于是薛定谔病毒出场了。
物理学家是具有百折不回的精神的,既然从逻辑推理上无法给薛定谔猫做出定论,那就用实验来说话。
他们继续创造薛定谔猫的新后代。
从小到大,从易到难,我们慢慢来。
人们首先创造出来的是原子的叠加态,让一个原子处于相距80纳米的两个位置之间的叠加态。
然后我们创造出多个粒子之间的叠加态。
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