因为,根据哥本哈根学派现代量子力学测不准原理,波粒二象性等理论:在没有测量前,微观粒子的状态是模糊不定的,粒子处于多状态叠加状态。比如上面实验中使用的那个放射性原子,它何时衰变完全是概率性的。只要不观测,它就一直处于“衰变”和“不衰变”的叠加状态。只有在我们观测的一瞬间“它”才选择两个状态中的一个状态出现。(好像基本粒子知道我们在不在“看”)所以,只要我们不去观测或者说打开上面那个小黑盒子,盒子里的原子就处在“衰变”和“不衰变”的叠加状态。因为原子的状态是不可知的的叠加状态,所以猫的状态也是不确定性叠加状态。只有我们打开盒子看,事情才最终确定:要么小猫惨死,要么“喵喵”的向你奔来。问题是,在我们没打开箱子前,猫是什么状态呢?是死?是活?因为猫的死活掌握在放射性原子手里,所以和原子一样,猫也是处在一种死和活的叠加混合状态。一只猫怎么可能同时处在死和活的混合状态呢?这和我们的常识相冲突。一只猫或者死了或者活着,怎么可能非死非活呢?或者,我们发展下这个实验,惩罚一下我们的物理学天才哲学家薛定谔先生,让他自己钻进这个盒子里去。我们冒着失去世界上最优秀物理学家的风险打开盒子,感谢上帝,薛定谔还活着。那薛定谔能不能向我们描述下既死又活,非死非活的奇异感受吗?薛定谔这个实验巧妙的将微观量子测不准放大到宏观世界,推出逻辑荒唐,深深的刺痛了哥本哈根学派。这一点让他比其他同时代的量子物理学家更受爱因斯坦的喜爱。爱因斯坦一生在和量子论斗争,最后说出了那句名言:“上帝不会掷骰子。”为了表达自己对薛定谔的爱,爱因斯坦甚至说:“即使没有我,薛定谔也能发展出相对论。”薛定谔说:“按照量子论,盒子里的猫处在“死-活叠加状态”,既死了,也活着,只有打开盒子看一眼才能决定猫的生死。(注意是“决定”而不是发现)”正像哈姆雷特王子说的“To be or not to be is a question.”当”王子“打开那个可怜猫的盒子的一刻,叠加状态迅速“坍缩”,给出答案——猫活着,或者死了。由“薛定谔的猫”引起了很多有关量子论的调侃,例如:“当我不去观察时,月亮是不存在的。”更准确的说,因为月亮也是由基本粒子组成的,所以如果我不抬头去看月亮的话,那么组成月亮的那些基本粒子就会按照德布罗意的波函数弥散开来。一个巨大的月亮开始被波函数搞的“融化”开,变成无数的概率波弥散开去。当然一个巨大的月亮要弥散开要花很长时间,完全溶解在空间中的概率很小,但是问题是:如果不去“看”,那么月亮就从确定态弥散为无数个不确定态的叠加状态。所以我不“看”时一个确定的客观的月亮是不存在的。上帝呀,贝克莱主教的声音又回响开了:“存在就是被感知。”这句话稍加修改就是量子论的“存在就是被观测。”
外祖母悖论与平行宇宙
薛定谔的猫佯谬和爱因斯坦的“外祖母悖论”交相呼应。根据爱因斯坦相对论回到过去是可能的,如果一个人回到过去杀死了自己的外祖母会怎么样呢?既然外祖母死了,那么这个人就不会存在了。但是,既然这个人不存在了,他又怎么谋杀的自己外祖母呢?为了合理的解决这只可怜的猫和我们的外祖母谋杀案,物理学家们很多人共同发展出“平行宇宙”概念。根据平行宇宙概念存在两只真实的猫,一只是死猫,一只是活猫。但是,这两只猫存在于平行的不同世界中。问题并不在于盒子里的原子是否衰变,而在于原子既衰变又不衰变。当我们向盒子里观测时,这个世界分裂成两个副本。在一个副本里猫死了,另一个副本里猫活着。这两个世界都是真实存在的。这个理论的优点是薛定谔方程始终成立,波函数叠加状态不再坍缩(因为这种坍缩是无法用数学描述的)。由此这个理论简洁地解决了难题。世界在你杀死自己的外祖母的那一刻分裂了,这个世界的外祖母死了,和另一个世界里的外祖母活着并且孕育出了你母亲。所以你也不会消失。悖论被解决了,皆大欢喜。但是,问题是这个理论太奇特了,奇特到宇宙自从诞生以来就走过了无数次这样的分裂,分裂出的新世界或者说新宇宙成几何级数增长,以致于趋向于无限。我和你处在的这个世界和刚才我在敲打键盘前的世界还是一个吗?这个理论很好的协调了量子论和相对论,并且保存了矛盾的对立性(同一个宇宙中不会再有非死非活的猫了),但是他肢解了矛盾的统一性(让矛盾的两方面处于两个平行宇宙)。这违背了辩证法根本逻辑。等等,wait a minute,别说猫的死活了,每一次原子里电子的能级跃迁,每一次光子的衍射,都能制造出一个全新的宇宙?我现在每次敲击键盘都在创造出无限个宇宙?(考虑到我身体内有很多细胞,他们有更多线粒体,在线粒体中有无数原子参与化学反应,能量转化,电子传递等)。上帝呀,似乎上帝要为每一次微不足道的变化兴师动众的创新出一个新宇宙?主呀,你真全能。这个理论似乎比量子论更荒唐。难怪有句话说“当我们试图解决一个问题时就制造出一个更大的问题”。