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为什么非要说薛定谔的猫既是死的又是活的? 第1页

  

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很多人都听说过薛定谔的猫论,但是基本上都误解了这个理论的本意。特别是一些喜欢虚幻离奇的人,把薛定谔这个说法描述成:这个世界上存在一种半死半活的猫。或者说成:猫的生死取决于你是否观察它。这其实是一种误解或误导。

实际上,这是一个关于物理科学中“确定性”的一个案例讨论,虽然模拟的场景多少也涉及了微观世界中的波粒二象性,但主题并非波粒二象性。

所谓确定性,就是我们描述物理世界的每一个物理参数都是确定的、精确的,无限趋于理想值的。例如两个小球距离3.5米,这是一个测量出来的值。虽然有误差,但只是测量方法问题。如果改进测量手段,我们可以进一步精确到3.56712米。经典物理学家认为,这两个小球的距离,在空间上存在一个理论上的“真值”,我们不能得到这个“真值”,只是测量方法和仪器不够好所限而已,但是我们能够不断改进测量方法,去无限趋近这个理想值。

和确定性相对的,是对世界一种不确定的描述。这种描述,只是给出一个可能性,并不认为有一个“真值”的存在。比如两个小球相碰撞的可能性是67%,两小球的距离在4.9米到5.1米之间的可能性是80%。大家一看这其实就是概率。概率在今天是个很通俗易懂的东西,但是在薛定谔那时,那还算是一个新玩意。

薛定谔提出猫论,是缘于当时候物理学界的一场争论。当时,“随机性、不确定性”已经被越来越多的物理学家认可,概率论已经开始被一些前卫的物理学家接受,用于解释微观世界中物质的运动规律。这遭到一些不愿意接受用概率来描述物理规律的学者(包括爱因斯坦)的墙裂反对。

正如政治上有激进派就有保守派,当然就还有中间派。一些“中立”的科学家,他们持一种“和稀泥”的态度,他们承认随机性,但认为随机性只存在于微观世界,而在宏观世界中的物理规律是有确定性的,与微观世界的随机性是互不相干的。

为了反驳这种说法,薛定谔模拟了一个场景,就是我们熟知的“薛定谔的猫”:一个盒子里头有一个放射源,还有一只倒霉的猫。放射源走的是微观理论套路,猫的是宏观理论套路。具体的说法大家都熟悉,就不多说了。在这里就是要强调,这个假定的模型是想说明这样一个问题:微观世界和宏观世界是相互关联的。微观世界的“不确定性”也会影响宏观世界的事件,让宏观事件也变得“不确定”。

概率和不确定性,现在已经普遍被人们接受。即使是宏观世界,不确定性也无处不在。

确定性和不确定性,是两种不同的“观察和描述世界的方法”。其实本无高下之分,只是不同的思维方式。我们应该在不同的场合运用不同的方法来观察和描述世界,而不是非要强调某一种方法比另一种好。

我们不用猫,举另一个例子来。

一架飞机飞过一座城市上空。突然有一颗螺母脱落,从几千米高空掉了下来。这个城市有个体育场,几万人正在看球赛。这个螺母正好砸到一个球迷李二狗头上,把这个倒霉蛋砸死了。

虽然,科学家可以用螺母离开飞机的初速,高度,风向等等数据,计算出螺母的轨迹,正好就打在倒霉蛋站立的位置:东B区12排41号。李二狗只要这里,就会一定被砸中。这就是用“确定性”的观点来观察世界。

飞机飞行几个小时,偏偏在城市上空掉螺母。几十平方公里的城市,螺母偏偏飞到体育场里。几万人里头,偏偏打中了李二狗。而李二狗买到东B区12排41号这个位置的票,也是一个不可预测的事情。有谁知道自己高高兴兴去看球,会被天上掉下来的一颗螺母砸死?这就是“不确定性”的观点。

是不是发现,持“确定性”观点的人得出的结论是东B区12排41号必定被击中,感觉要比持“不确定性”观点的人更具有价值。这也就是概率论的最大问题,他们只能告诉你,出门被天上掉下来东西砸中的可能性是几亿分之一,这看起来似乎并没有什么卵用。

如果用传说中的薛定谔的语言来描述这事,会出现这样神秘的状况:

对于在体育场外面逛街的李二狗老婆来说,她不知道李二狗是死还是活。也可以说,李二狗处于“半死半活”状态。

与概率论紧密相关的一个哲学问题就是不可知论。这个世界是否有“真值”的存在?我们是否了解“真值”?亦或是部分了解它?或者,这个世界本来就没有“真值”?

由于薛定谔的猫论设想的场景有趣,说法又神秘,而且有与哲学问题相关,一直以来都被大家津津乐道。不过也正是如此,一些对物理一知半解却又文采飞扬的人,就会故弄玄虚,提出一些“半死半活”的概念来,让普通人懵逼从而显得他自己牛逼。




  

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