薛定谔的猫实验证明了什么?(2013)

2020-05-30 13:03:35

薛定谔的猫并不是一个真正的实验,因此没有任何科学证明。薛定谔的猫甚至不是任何科学理论的一部分。薛定谔的猫只是一个教学工具,薛定谔用它来说明一些人是如何曲解量子理论的。薛定谔用猫构建了他的想象实验,以证明对量子理论的简单误解可能会导致与现实世界不符的荒谬结果。不幸的是,我们这个时代的许多科普工作者都欣然接受了薛定谔的猫的荒谬之处,并声称这才是世界真正运转的方式。

在量子理论中,量子粒子可以同时存在于多个态的叠加态中,并在与其他粒子相互作用时塌陷为单一态。在量子理论正在发展的时候(1930年),一些科学家从科学漂移到哲学领域,并声称量子粒子只有在有意识的观察者看来才会坍塌到单一的状态。薛定谔认为这个概念是荒谬的,并设计了他的思想实验,以阐明这种主张的荒谬而合乎逻辑的结果。

在薛定谔的想象实验中,你把一只猫放在一个装有少量放射性物质的盒子里。当放射性物质衰变时,它会触发盖革计数器,导致毒物或爆炸释放出来,导致猫死亡。现在,放射性物质的衰变受量子力学定律的支配。这意味着原子开始于";将要衰变和";不会衰变的组合状态。如果我们将观察者驱动的想法应用到这种情况下,就没有有意识的观察者在场(一切都在一个密封的盒子里),所以整个系统停留在这两种可能性的组合上。这只猫最终在同一时间既死了又活了。因为一只同时死亡和活着的猫的存在是荒谬的,在现实世界中不会发生,这个思维实验表明波函数崩溃不仅仅是由有意识的观察者驱动的。

爱因斯坦在观察者驱动的想法中看到了同样的问题,并祝贺薛定谔的巧妙说明,他说,然而,这种解释被你们的放射性原子+盖革计数器+放大器+火药电荷+盒子里的猫的系统驳斥得最优雅,在这个系统的psi功能中,猫既活着,又被炸成了碎片。猫的状态是不是只有当物理学家在某个确定的时间调查情况时才会被创造出来?";

从那时起,有充分的证据表明波函数崩溃不仅仅是由有意识的观察者推动的。事实上,量子粒子产生的每一次相互作用都会使其状态崩塌。仔细分析表明,薛定谔猫实验在现实世界中的表现如下:一旦放射性原子与盖革计数器相互作用,它就会从非衰变/衰变状态崩塌成一个确定的状态。盖革计数器肯定被触发了,猫肯定被杀了。否则盖革计数器肯定不会被触发,猫肯定还活着。但这两种情况都不会发生。

总而言之,量子态崩溃不仅仅是由有意识的观察者推动的,薛定谔的猫只是一种发明的教学工具,试图通过将观察者驱动的概念降为荒谬来使这一事实变得更加明显。不幸的是,我们这个时代的许多科普作家继续传播这样一种误解,即量子态(因此现实本身)是由有意识的观察者决定的。他们利用这个错误的主张作为跳板,进入关于现实、意识甚至东方神秘主义本质的非实质性和非科学的讨论。对他们来说,薛定谔的猫并不是一个令人尴尬的迹象,表明他们的说法是错误的,而是证明世界像他们所说的那样荒谬。这些作家要么误解了薛定谔的“猫”,要么故意歪曲它来卖书。