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薛定谔的猫与国王的遗嘱

(2010-09-07 14:02:08)
标签:

科学哲学

薛定谔的猫

理论物理

量子力学

strongart

教育

分类: Strongart之思想随笔

    最早有人跟我讲薛定谔的猫详谬时,我非常的不以为然,总觉得那只是“不看不知道”而已,并没有什么神奇的地方。最近重新学了一遍量子力学,也顺便思考了一下这个问题,结果还是觉得薛定谔这个例子说明不了什么问题。

    所谓薛定谔的猫详谬,就是把一只猫关进一个密室里,密室里还有一个放射性原子,如果原子发射衰变就会打开里面的毒药把猫毒死。现在我们不打开箱子,如果得知此猫是死是活呢?我们知道原子的衰变是随机的,那么猫的死活也就变成了一个随机事件,甚至被称为半死半活的叠加态,这似乎是非常荒谬的结论,薛定谔借此责难量子力学中的概率解释,但遗憾的是,我认为这个问题的荒谬之处只是在于概率本身,而与量子力学的关系不大。

    为了说明这个问题,让我来另外选取一个实验,同样在一个密闭的盒子里放一个骰子,充分摇匀后平放在桌上,问这个骰子最后到底是向上显示的是几点。这不就是一个随机事件吗?显然,这完全是一个经典的例子,却同样存在着骰子的详谬。唯一的差别就是在量子力学中,骰子似乎是由上帝扔的,而不像这里的骰子是人为制造的。传统的信念认为世界本身是完备的,概率只是由于信息的缺失,但按照量子力学的哥本哈根解释,世界本身就是不完备的、概率性的。然而,这两个模型的本质却是一致的,这里的问题关键只依赖于概率与非完备性,而与它的源头没有直接的关系。薛定谔的猫详谬就在于非要在信息不完备的条件下得到完全的结果,得不到明确的答案也是理所当然的。

    对于骰子的模型,还有一种补充的说法,那就是认为在打开箱子的同时,又对骰子产生了一次扰动,相当于重新扔了一次骰子。这种解释的魅力在于它似乎与量子力学中的测不准原理是相通的,有一种解释说测量的同时仪器会对被测粒子产生相互作用,甚至把原因归结为微观粒子与光子的同量级,因此当我们通过光看到粒子时就不可避免的带有光子的干扰。但我认为这样解释是神秘性的,测不准关系是波粒二象性的结果,本质上与测量没有关系,因此有学者更喜欢使用不确定性关系这个称号。对此,我们至少应该分清粒子本身的随机性与测量所附加的随机性,薛定谔的猫详谬归因于密室内部某原子的随机衰变,而不是在打开密室的同时发生一次随机衰变,不然恐怕我们永远都弄不清体系原先的状态了。

    其实,我们甚至根本不用费尽心力的来构造这样的例子,在现实中也存在着类似薛定谔猫之类的事件。假若有一个国王,他要把王位传给三个王子中的某一个,但生前又没有透露要传给谁,那么当遗嘱还没有被公开之前,非要质问王位由谁来继承,那就是只能猜测各种可能了。这个例子显然与不打开箱子质问猫的死活是一个道理,非要弄出一个半死半活之类的说法,恐怕完全就是在自找麻烦了。


    秀一下我买的量子力学二手书哈,请看博文:哪位同学的书被我买到啦

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