作者：牧羊人

愛因斯坦,、羅森和波多爾斯基一起寫過一篇文章,，質(zhì)疑量子力學(xué)完備性，題目叫作《能認(rèn)為量子力學(xué)對物理實(shí)在的描述是完備的嗎?》,。這個(gè)問題以三個(gè)人的名字首字母來命名，叫作EPR問題,。E代表愛因斯坦，P代表波多爾斯基,，R代表羅森。遠(yuǎn)在歐洲的薛定諤看到這篇論文以后,，一個(gè)詞脫口而出——量子糾纏,。

這是怎樣一種狀態(tài)呢?我們來大概描述一下,。比如一個(gè)不太穩(wěn)定的粒子剛好發(fā)生了衰變,，分解成了兩個(gè)粒子,，那么為了保持動量守恒,，分解的這兩個(gè)粒子一定是往兩個(gè)方向走的,。一個(gè)往東另一個(gè)必定往西，一個(gè)往南另一個(gè)必定往北,。

為啥呢,？原先的那個(gè)大粒子假設(shè)是不動的,，我們死盯著它，在我們看來這個(gè)大粒子的動量就是0,。即便它衰變了,，啪的一聲分解成了兩個(gè)粒子,，那么還是要維持動量守恒狀態(tài)。分解成了兩個(gè)以后,，運(yùn)動的方向必定相反,，才能動量抵消，維持動量守恒,。

因此你要是在北邊抓到一個(gè),，另一個(gè)必定是往南去了。同樣的道理,，角動量也要守恒,，你要是抓到一個(gè)，一測量,，自旋是正轉(zhuǎn),，那么另一個(gè)必定是反轉(zhuǎn)的，不然就不守恒了,。

可是按照波爾學(xué)派的意思,，沒測量之前一切都沒決定，一切都是疊加態(tài),。好了,，也就是說,，這兩個(gè)粒子在測量之前，根本就沒決定誰是正轉(zhuǎn)誰是反轉(zhuǎn),，都處于疊加態(tài),，就等著你來觀測。你抓住一個(gè)一看,，這個(gè)粒子就決定下來了,。比方說是正轉(zhuǎn)的，那么就在此時(shí)此刻,，另一個(gè)粒子不管距離多遠(yuǎn)都會立即決定是反轉(zhuǎn),。反正這兩個(gè)家伙必須是相反的，為了維持角動量守恒,。

那好,，假如是你觀測的那一瞬間才決定的，那么另一個(gè)粒子也需要在同一時(shí)刻決定下來,。不管距離有多遠(yuǎn),，哪怕遠(yuǎn)在宇宙另一端，也會立即響應(yīng),，術(shù)語叫波函數(shù)坍縮,。

玻爾發(fā)現(xiàn)EPR論題相當(dāng)奧妙，需要周詳?shù)乃伎?，他立刻放下手里所有其他工作,，專心研究EPR論題,，同年完成反駁論文,。玻爾一眼就看出了其中的問題,，愛因斯坦他們幾個(gè)對于這件事的描述是靠譜的，也就是說這種兩個(gè)粒子糾纏在一起不能分割的推導(dǎo)是沒有問題的,。在玻爾看來就是這么回事,，沒有啥可大驚小怪的，關(guān)鍵問題是愛因斯坦的哲學(xué)觀念還是經(jīng)典的觀念,，即一切都是確定的,，他不能接受哥本哈根學(xué)派的幾率解釋。因此玻爾也寫了一篇論文來回?fù)魫垡蛩固埂?/p>

玻爾直接拿了愛因斯坦文章的題目,，說白了他們倆寫的論文題目完全一 樣,，也叫《能認(rèn)為量子力學(xué)對物理實(shí)在的描述是完全的嗎?》。玻爾在文章中給出的答案當(dāng)然是肯定的,，量子力學(xué)就是完備的,。愛因斯坦的思路完全是經(jīng)典的，總認(rèn)為有一個(gè)離開觀測手段而存在的實(shí)在世界,。這個(gè)世界圖像和玻爾代表的哥本哈根派的“觀測手段影響結(jié)果”的觀點(diǎn)完全不一致,。

玻爾認(rèn)為，微觀的實(shí)在世界,，只有和觀測手段連起來講才有意義,。在觀測之前并不存在兩個(gè)客觀獨(dú)立的粒子，只有波函數(shù)描述的一個(gè)互相關(guān)聯(lián)的整體,。既然只是協(xié)調(diào)相關(guān)的一體,，它們之間無須傳遞什么信號!因此，EPR佯謬只不過是表明了兩派哲學(xué)觀的差別——愛因斯坦的“經(jīng)典局域?qū)嵲谟^”和玻爾一派的“量子非局域?qū)嵲谟^”的根本區(qū)別,。

薛定諤一看愛因斯坦出手還壓不住哥本哈根學(xué)派,。人家哥本哈根學(xué)派的基本觀點(diǎn)是，微觀世界的事跟宏觀世界不是一回事,。微觀世界遵循的就是這種不確定性的規(guī)律,。薛定諤說，好,，我給你們找點(diǎn)兒麻煩,，他洋洋灑灑地寫了一大篇東西叫作《量子力學(xué)的現(xiàn)狀》。他在第五章里面描述了一個(gè)思想實(shí)驗(yàn),。薛定諤把微觀世界的問題拿到宏觀世界來,，設(shè)想了一只疊加態(tài)的貓。

薛定諤是這么描述的,，把一只貓放進(jìn)一個(gè)封閉的盒子里,，然后把這個(gè)盒子連接一個(gè)裝置,，其中包含一個(gè)原子核和毒氣設(shè)施。設(shè)想這個(gè)原子核有50%的可能性發(fā)生衰變,，衰變時(shí)發(fā)射出一個(gè)粒子,，這個(gè)粒子將會觸發(fā)毒氣設(shè)施，從而殺死這只貓,。

根據(jù)量子力學(xué)的原理,，未進(jìn)行觀察時(shí)，這個(gè)原子核處于已衰變和未衰變的疊加態(tài),，因此,，那只可憐的貓就應(yīng)該相應(yīng)地處于“死”和“活”的疊加態(tài)。非死非活,，又死又活,，狀態(tài)不確定，直到有人打開盒子觀測它,。

總之,，薛定諤的意思就是惡心一下哥本哈根學(xué)派的那幾位。如果你們將波函數(shù)解釋成粒子的概率波的話,，就會導(dǎo)致一只既死又活的貓的荒謬結(jié)論,。后來霍金聽說這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)的時(shí)候十分氣憤，他說:“當(dāng)我聽說薛定諤的貓的時(shí)候,，我就想跑去拿槍,，一槍把貓打死!”

這說明，哪怕是受過專業(yè)訓(xùn)練的物理學(xué)家,，在接受這種量子的不確定性觀念的時(shí)候,，仍然很艱難，因?yàn)檫@種東西太過離經(jīng)叛道了,，即便是薛定諤和愛因斯坦這種大家也想不開,。波函數(shù)可是薛定諤先搞出來的，薛定諤對波函數(shù)坍縮不理解,。也難怪有后人評價(jià),，薛定諤不懂薛定諤方程。

觀測微觀粒子世界的量子狀況時(shí),，可以用“詭異”兩個(gè)字來形容,。能觀測到也是很神奇的，實(shí)際上是測不到的,，不確定性原理說的就是這事,，根本測不準(zhǔn)。

關(guān)于薛定諤的貓的三種解釋：

第1種解釋說,，在你打開盒子之前,，這只貓同時(shí)處于既死掉又活著的一種狀態(tài),。注意，“既死掉又活著”,，是一種狀態(tài),，不是兩種狀態(tài)。這是因?yàn)樵犹幱诩人プ冇譀]衰變的狀態(tài),，它連帶著把貓也變成了既死又活的狀態(tài),。

不過，你一打開盒子,，這個(gè)奇怪的狀態(tài)就消失了，變成了要么死,、要么活,。這種解釋就是哥本哈根解釋，它的提出者是以物理學(xué)家玻爾為代表的哥本哈根學(xué)派,。

你肯定覺得這個(gè)解釋特別怪,，哪有既死又活的貓呢。薛定諤也這么想,。他提出“薛定諤的貓”就是為了反對玻爾的解釋,。

他提出了第2種解釋，就是說,，“在打開盒子之前,，貓要么死了，要么活著,，絕不可能處于既死又活的狀態(tài)”,。你打開盒子之后，不過就是看到了盒子打開之前的情況,。這種解釋聽著就舒服多了,。

可是還有人不滿意，你可能還聽說過第3種解釋,。它的意思是說,，打開盒子之前，貓確實(shí)既死又活,。但在你打開盒子的那一剎那,，我們所在的宇宙分裂了，變成了兩個(gè)不同的宇宙,。其中一個(gè)宇宙中的你,，看到了活貓；另一個(gè)宇宙中的另一個(gè)你,，看到了死貓,。兩種概率各占50%,。這叫平行宇宙解釋，它的提出者是物理學(xué)家費(fèi)曼的師弟,，艾弗雷特三世,。

這個(gè)解釋聽起來很無厘頭，但它滿足了量子力學(xué)的一條基本假設(shè),，叫“信息守恒”,，信息無論如何都不能丟失。所以艾弗雷特認(rèn)為,，“既死又活”的信息必須是守恒的,。你要是只看見活貓，那么另一半關(guān)于“死貓”的信息就一定存在于某個(gè)地方,，比如說,，在另一個(gè)宇宙里。因?yàn)檫@個(gè)宇宙跟我們沒有聯(lián)系,，我們互相也不知道,，所以就把它叫平行宇宙。平行宇宙這個(gè)解釋就這么出現(xiàn)了,。

對一般大眾來說,，平行宇宙這個(gè)說法腦洞特別大。還有一個(gè)宇宙,，還有你,，還有我，只是故事的情節(jié)跟我們不一樣,，這多好玩啊,。所以好萊塢大片也特別愛拿這個(gè)解釋說事，很少去追溯背后的科學(xué)邏輯,。

當(dāng)然,，這還只是我們常見的3種解釋。剩下幾種解釋也一樣,。公說公有理,，婆說婆有理，它們都是在實(shí)驗(yàn)看不見的地方說事,，而且各自都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),。