谢邀,答完这个我觉得可以暂时不答知乎上的薛定谔猫的题目了。
首先答题:这么做没意义。
首先,薛定谔的猫作为一个思想实验,其中提的对象都是有其抽象概念的:
1,原子是否衰变 —— 微观叠加态
2,中子触发的毒气装置—— 叠加态的传递和扩大
3,猫的死活——宏观叠加态
4,盒子——内部系统与外部系统没有信息交换
5,打开盒子 ——盒子内部系统和外部系统进行信息交换
6,看一眼——意识和观察的参与
题主的摄像机,其抽象本质也就是3:宏观叠加态。因而我说,是否放摄像机对于实验并没有区别。
但是还是仔细讲一讲,如果多放一个摄像机会怎样?
为了更好的提供对比和解释,我要放一个比摄像机更厉害的东西进去:魏格纳的朋友。
魏格纳有一个爱猫的朋友,他戴着防毒面具进入薛定谔的猫盒。
按说,在打开盒子之前,这个朋友应该处于“猫死了卧槽”和“太好了猫活着”两种叠加态中
那么问题是,显然这朋友出来以后,一定不会认为自己经历过这种二逼的叠加态
这里涉及到的问题就是,叠加态何时坍缩以及为何坍缩的问题。
- 哥本哈根解释:认为叠加态的坍缩是由意识参与造成的,在意识参与时,叠加态坍缩。
这个解释魏格纳的朋友的问题就比较简单粗暴,因为这个朋友存在意识,所以当他观察猫的时候,猫的叠加态已经坍缩了。所以他不会处于叠加态。
有看官就问了,别跑题啊,这个和摄像机问题有什么关系?问的好。
这里的问题在于,为什么薛定谔的猫实验,默认叠加态会出现在猫的身上?答:原子是否衰变的叠加态→是否释放出中子的叠加态→中子是否触发毒气装置的叠加态→猫是否被毒死的叠加态。
很显然这里的叠加态是经过传递的,问题是这个传递是必然的吗?其实这就是回答题主的摄像机问题。
冯 诺依曼(对就是那个冯诺依曼)对此提出了一个说法,就是叠加态在系统内部的传递。叠加态在一个系统中会逐级传递,从一开始的原子一级传递到猫一级就是这样 的一个过程。如果你加入一个摄像机,那无非就是加上一层”猫是否被毒死→摄像机是否拍下猫被毒死“的叠加态传递。就像其他答案里说的,这个问题就变成了薛 定谔的摄像机。
哥本哈根解释认为,当你检查摄像机的摄像结果之前,它其实是出于”拍到死猫“和”拍到活猫“的叠加态之中的。当你检查结果,意识参与,叠加态才坍缩成一个确定的态。于是你只看到其中一个结果。 - 另外一些观点则是不认同意识在这个过程中起到的作用。这里的解释流派林林总总的太多了,总体来讲,是认为在微观系统向宏观系统的渐进中,产生的某些变化使得叠加态消失/坍缩。
这些观点基本认为,在薛定谔的猫的实验是分成两个阶段的,一个是纯粹的微观阶段,也就是原子衰变→释放中子。一个是纯粹的宏观阶段,即毒气毒杀那只猫。而叠加态的坍缩发生在中子触发毒气装置的过程,即微观向宏观过度的过程中。
这些观点认为毒气装置其实就是一套观察装置,而即使没有意识的参与,有效的观察本身就已经破坏了叠加态。因而在具体的实验中,猫并未,也从没有陷入过又死又活的叠加态。当然魏格纳的朋友也就更不会进入又高兴又难过的叠加态了。
这种观点的好处是摒弃了意识这个难以定义,难以数学化的概念。而且能够比较容易的解释量子擦除实验的结果:以偏振光量子擦除实验为例子:叠加态的坍缩是由于有效的观察(对光子进行偏振标记)造成的,而如果让观察无效化(抹去偏振标记),叠加态又会重新出现。而只要光子被标记了,无论人类的意识是否获悉观察的结果(即能否识别光子上的标记),都不影响实验结果。
在这种解释中,摄像机观察到的至少宏观的非叠加的猫。猫的死活已经在毒气装置那一层的时候已经决定下来,所以摄像机放着跟不放也是没区别的。 - 多世界理论:认为所有的结果同时存在于不同的世界中。
这个就比较科幻了。简单的说,就是多世界理论认为存在一个原子衰变-释放毒气猫被毒死的世界,也存在一个原子不衰变猫没死的世界。
而这两个世界是在其中一个世界原子发生衰变的时候就分裂开来独立存在了。于是一个世界的魏格纳的朋友在说,卧槽死了。另一个世界的他则是为猫活下来而高兴。至于两个世界的摄像机,则忠实的记录下了这一切。
当然多世界理论并不等同于平行世界。毕竟前者还是要解释客观擦的叠加态的问题的(比如托马斯杨的单电子双缝干涉实验)。一般多世界理论会认为这是两个世界之间的互相干涉。这就越扯越玄乎了。
一种比较热门的多世界理论的模型是,所有多世界的总和也就是不同历的平行世界,构成了更高一级的维度。(在这里召唤三体粉和星际穿越粉),个人来讲,我觉得是假设太多,而且几乎不能证伪。我个人并不支持拿着奥卡姆剃刀到处挥,但是还是觉得多世界理论还是觉得太过科幻了。
以上:
1,摄像机并不改变薛定谔的猫的实验性质。
2,魏格纳的朋友在猫盒系统内部引入意识,我们基于这个来讨论不同学派如何解释叠加态的问题。
3,不同学派的解释如上。