量子力学傻话

5. 既死又活的猫

奥地利物理学家薛定谔认为，既然物质波也是波，那就应该有波动方程，他借用描述平面波的一般波动方程，利用哈密顿原理，建立了物质波的波动方程。这就是著名的薛定谔方程。令薛定谔始料不及的是，他所建立的物质波的波动方程，后来居然被解释为几率波的波动方程，波的叠加性质被解释为量子态的叠加性质。薛定谔坚决反对这种解释，后来甚至骂那些理论物理学家是十足的蠢货。薛定谔曾提出了一个思想实验表达他对那些人的嘲讽，那就是著名的“薛定谔的猫”。

薛定谔

薛定谔的思想实验是这样的：设想有一个封闭的匣子，里面有一只活猫，还有一个特殊的装置，该装置有一个可以释放出阿尔法粒子的衰变源与一个效应器，只要阿尔法粒子触发电子开关它就可以用锤子打破毒药瓶释放出氰化物气体，将猫毒死。由于原子核的衰变是随机事件，也就是说在某个特定的时间内匣子里的衰变源究竟是否发生衰变是不确定的，如果我们不揭开密室的盖子，我们就无法确定匣子里的猫究竟是死还是活。

薛定谔的猫思想实验

本来嘛，这是显而易见的事情，匣子里的猫要么是活的要么就是死的，绝对不存在既死又活的猫。薛定谔用这个思想实验的目的就是要讽刺量子力学所谓的微观粒子运动状态的所谓量子“叠加态”，即微观粒子可以同时处于不同的“量子态”。他用这个实验装置巧妙地将微观粒子的效应传导至宏观物体，暴露了量子力学哥本哈根诠释的自相矛盾。

薛定谔挖苦说：按照量子力学的解释，箱中之猫处于“死－活叠加态”——既死了又活着！要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。（请注意！不是发现而是决定，仅仅看一眼就足以致命！）只有当你打开盒子的时候，叠加态突然结束（即所谓“波函数坍缩”），死-活叠加态的猫就变成确定的状态：死，或者活。薛定谔的猫足以让量子力学一命呜呼，然而，奇怪的是，量子力学居然活得好好的，不以为耻反以为荣，竟然还将“薛定谔的猫”当成量子力学的基本原理，发展出了所谓测量导致波函数塌缩的理论。甚至，在错误的道路上继续裸奔，厚颜无耻地认为量子力学的微观不确定性导致了宏观不确定性，进而推论宇宙的不确定性以及量子意识的存在。玻尔曾经提出过量子力学的对应原理，说的是量子力学得出的结论延伸到经典物理学时必须与经典物理学规律一致。而薛定谔的猫显然违背了对应原理，正常的逻辑就因该是判定量子力学存在问题。但许多理论物理学家死抱住量子力学不放，相信它是绝对正确的，宁可违背量子力学的对应原理也在所不惜，或者为了维护对应原理而不惜打破经典物理学常识，以便让经典物理学适应量子力学的结论。怪不得薛定谔气得暴跳如雷，骂他们是十足的蠢货，他后来也转行，不跟他们玩了，写了一本《生命是什么？》的书，开启了分子生物学研究的序幕。

为什么薛定谔亲手建立起来的薛定谔方程，最终却走向了自己的反面？因为薛定谔从本质上讲是科学的信徒，他坚信科学的逻辑，但他的薛定谔方程由于采用了错误的物质波的概念，埋下了地雷。你可能会说，德布罗意的物质波可是真实的物理意义上的波啊，只是几率波是一种数学统计上的波，改变了物质波的原意。没错，波函数的几率波解释的确改变了物质波本身的含义，但物质波本身也并非真实的物理存在（前文已有论述），几率波正是在这种无法解释其物理意义的情况下才突发奇想出来的诡辩。