万维钢 周末小议｜薛定谔的猫
薛定谔的猫跟日常生活没什么关系，但用欣赏传统文化艺术的精神了解一下，纯粹是为了陶冶情操。
你只需要知道一个事实：微观世界里的东西，在被观测之前，可以没有一个固定的状态，是几种状态的叠加态 —— 也就是“既……，又……”。
物理学家每次只发射*一个*光子到屏幕上，发射很多很多次以后，看屏幕后面是个什么样的条纹。—— 结果还是干涉条纹！
发射的是一个不可分割的光子，它跟谁干涉产生的条纹呢？答案只能是它自己跟自己干涉 —— 它同时通过了两个缝！
这一个粒子，怎么可能同时经过两个门，还自己遇见了自己，并且产生了干涉条纹呢？这就是量子力学中的“叠加态”。
粒子，既在这里，也在那里。
观测之前根本就*不存在*一个特定的位置。
比如说，“这个原子中的这个电子现在到底在哪里？”这个问题，在量子力学框架内，你根本就不应该问 —— 因为具体位置没有意义。
这就是微观世界。我们在宏观世界的一些概念，位置、速度，甚至时间，在微观世界都要重新反思。
微观世界还有很多别的性质跟宏观很不一样。比如在宏观世界人不可能穿墙而过，可是在微观世界，一个粒子却可以冲过比它的动能更高的势垒，等同于穿墙 —— 这就是量子隧道效应。
还有，宏观世界就算两个东西完全相同，我们也总可以给它们标记为1号和2号，并且在统计中加以区分 —— 可是在微观世界里的“全同粒子”，连这么标记都不行，导致统计物理中的公式都不一样。对此物理学家惠勒有个猜测很有意思，他说“也许全世界就只有一个电子！” —— 当然他这个猜测很难被严肃对待，可是“全同”这个性质也的确怪异。
然后薛定谔就提出一个思想实验。
在一个封闭的大箱子里，放一只猫。箱子里有个放射性装置，里面的放射性物质在一小时之内，可能衰变，也可能不衰变。如果衰变，那它就会触发一个装置，装置打碎瓶子，瓶子里面有杀猫毒气。
霍金有句名言 —— “当我听说薛定谔的猫，我就去拿我的枪。”
有人说霍金这句话的意思是他想拿枪把猫打死，我觉得更可能是霍金想拿枪把提问的人打死，甚至把自己打死。薛定谔的猫，让物理学家感到无法面对这个世界。
有人马上会问，如果把猫换成人，那会怎样？答案是那就没有量子叠加态了，因为人有意识，人会让波函数塌缩，所以人只能是“或者是死的，或者是活的”。这就更奇怪，难道人的意识能有物理作用吗？魏格纳是这么认为，但是大多数物理学家是不相信的。可是如果你不相信，那么猫和人到底区别在哪里？正如咱们上次那篇说温伯格的文章，现在没人能说清。
“量子叠加态”，到底应该怎么理解，现在没有定论。
薛定谔的猫是个没有解决的问题。
你可能会想到各种解释，但我敢打赌，所有这些解释物理学家都想过了。
大多数物理学家对这个问题的态度是，“不想”。反正我会计算。我能精确计算测量到每个结果的概率，至于波函数塌缩之前到底发生什么，我不理解，你也不必问。也许“波函数”这个概念都应该改写，但目前为止，这是一个非常精确的有效理论。
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