薛定谔的猫的另类实验

薛定谔的猫实验构架,是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫既是死的又是活的著名思想实验,大略是在一个黑箱子里,让一个猫与一块放射性物质及辐射计量器控制开关的毒药瓶子呆在一起,放射性物质辐射粒子是不确定的,于是辐射计量器控制毒药瓶子也是不确定的,于是在这个黑箱子里,猫的死活是一种生死一体的状态。

这个实验让人觉得很神奇,由于辐射粒子导致开关开启的不确定,导致这只可怜的猫处于即生又死的状态,这个猫的生死一体的状态,被称为叠加。由此推广带来微观粒子的状态,也有叠加的描绘。薛定谔的猫实验被认为描述了量子力学的真相:在量子系统中,一个原子或者光子可以同时以多种状态的组合形式存在,而这些不同的状态可能对应不同的甚至是矛盾的结果。

猫是否真有这么一种生死叠加的状态?或者问一个原子或光子可以同时有多种状态的组合形式存在?答案是否定的。正常思维的人们当然不会相信一个生命会处于即生又死的状态,或一个粒子处于即是东又是西的状态,这些场景都有悖于日常经验感官。何以薛定谔的猫与所谓量子系统中的微观粒子如此特殊?

既然构建量子力学的人们可以拿一只猫来说明量子叠加思想,这里同样也可以用这只猫来反驳这种叠加思想,只是要略微改变一下实验构架:请一群量子理论学家与一个小孩子一起来作这个薛定谔的猫实验,在未让这些理论家看猫状态之前,让小孩子透过一个小孔看猫的死活。

显然这些量子理论家观察到的实验现象在有没有小孩子参与,前后两个实验结果都一样是不变的:即猫处于生死叠加的状态。但后一个实验对于小孩子而言,猫的状态是死还是活,有且只有一种答案:不是生就是死,不是死就是生。而对于这些理论家来说,猫仍处于所谓的即死又活或非死非活的叠加状态。

就这有无小孩参与条件下的两个实验对比,思考一个问题就行了:叠加,是谁的叠加,猫?还是量子力学理论家的浆糊脑子?

本身薛定諤的猫实验包含一个物质运动问题:打开箱子的瞬间,是怎样的物质作用机制导致猫的生死状态从叠加到是生或是死的转变?

显然没有任何物质作用机制,在这个实验里,有且只有打开箱子这么一个动作。这个动作显然不会导致猫从叠加状态转变为生或死的状态。要是这个动作导致猫的叠加状态转变为生或死,那人们就要去接受开一下房间门这一动作导致一个人死亡或生存的,而这是不可接受的。人们只能通过刀子或毒药等物理化学的物质作用手段去改变一个生命的生死状态,绝无可能开一下门或开一下箱子去瞬间改变一个生命的生死状态。

不过,打箱子会导致唯一一种物质作用机制:光进入了箱子。

有了光,从而让意识观察到箱子里猫的状态。因此这只是意识认知问题:原本猫的生死状态在意识中是不可知的,意识只有将猫的状态想象成生与死的叠加状态。这其实是意识混沌的状态:时而将猫想象成是生的,时而将猫想象成是死的。当意识反复这么想象时,猫的状态就处于生与死的叠加状态。

自然,这只是意识想象的结果,是意识中的猫的影像的叠加,而非客观的猫的状态的叠加。而猫的真实状态,在某一时刻处于要不是生要不是死的状态,生与死只能取其一,在这一时刻点,意识会认为其处于叠加状态,猫生死一体,直到打开箱子的一瞬间,有了光让意识去观察猫的状态,从而猫的当下真实状态与意识里想象的影像形态相互对比印证,意识里想象的猫的不符合真实状态的影像被纠正与放弃,于是猫的状态被意识所确认:是生或是死,意识才摆脱猫可能生可能死的混沌感觉。

这才是薛定谔的猫所谓生死叠加的实际情况。

这种事物影像叠加形态在现实生活中很多,不仅仅是量子力学提及。比如读者在看笔者这些文字描述时,来判断笔者的状态是坐?是躺?还是站?显然读者意识里是不能确定的,按量子力学思想的逻辑,那在读者看来,笔者是处于坐、躺、站三个身姿的叠加状态。而对笔者本人而言,看到自身的状态显然有且只有一种:坐、躺、站只取其一。现实中普通的人们都知道一个人不可能会处于叠加状态,何以西方量子力学理论家们会脱离这么浅显的常识呢?

又比如读者的一个朋友说去南方或北方旅游,出发后的具体行程没有告诉读者,于是朋友的行程形态在读者的意识里是处于即在南方又在北方的叠加状态,这仍只是读者想象的朋友行程影像形态,而非朋友真实的行程状态。

还有一个广为流传的说法“当你不看月亮的时候,其实月亮是不存在的”也是这样的问题。存在与不存在,都是意识对月亮状态的判定,是意识里月亮影像的有无,而非客观世界里月亮的真实状态。当你不看月亮的时候,说月亮存在,不过是你的看法;说月亮不存在,也不过是你的看法,无关真实月亮本身的状态。月亮的真实状态是自然的。

那如何去理解薛定谔的猫实验里未打开箱子时里面的猫的状态呢?

那就是自然,即猫的状态是自然的,在以人类时间计量的某一时刻点之前,猫是生,在某一时刻点之后,猫是死,这与打不打开箱子无关,也与观察者有没有无关。在这个薛定谔的猫实验里,在连接计数器的同时,再连接一个能记录瓶子打碎时刻点的时钟就好,于是在打开箱子后人们就能知道猫在整个时间段的状态分布:在这个时刻点之前是生,在这个时刻点之后是死。