量子力学的两个著名实验

量⼦⼒学的两个著名实验
量⼦⼒学有⼀个重要理论，叫哥本哈根诠释。

主要内容是：物体在没有被观察前，可以同时以各种可能的状态存在。

这就是所谓的叠加态，有时也被称为波函数。

要想知道物体处在什么状态，必须进⾏观察。

它使波函数消失，也就是叠加态消失，物体呈现⼀种确定的状态。

有两个著名的量⼦⼒学实验——双孔实验和薛定谔的猫实验，都是围绕叠加态进⾏的。

双孔实验是在⼀块纸板上切出两个细长的孔。

纸板的⼀边放置电⼦发射器，另外⼀边放置电⼦检测屏。

当电⼦发射器⼀个⼀个地向双孔轮流发射电⼦时，电⼦检测屏上就会出现明暗相间的条纹图案，这与利⽤光做双孔实验的结果相同，说明每个电⼦都像光⼀样同时通过了两个孔。

可是如果我们在两个孔旁边装上电⼦监测器，监测电⼦的实际运⾏轨迹。

结果发现电⼦每次只是通过⼀个孔，原来那种只有电⼦同时通过两个孔才会出现的明暗相间的条纹图案也不见了，电⼦检测屏上呈现的只是电⼦通过⼀个孔时才有的图案。

好像电⼦知道有⼈在监测它们，所以不再像原来那样⾏动。

著名量⼦物理学家费曼指出，双孔实验揭⽰了量⼦物理学的核⼼，可是没有⼈知道这种现象的实质是什么！
薛定谔的猫实验是⼀种虚构的“思想实验”。

这个实验的构想是：在⼀个密闭的盒⼦⾥，放置⼀块放射性物质、⼀套检测机关、⼀瓶毒药和⼀只猫。

放射性物质什么时候发⽣衰变是事先⽆法预测的。

⼀旦发⽣衰变，就会触发检测机关，打碎毒药瓶，继⽽将猫毒死。

那么，在打开盒⼦观察前，盒⼦⾥的猫会是⼀种什么状态呢？按照常识来说，会有两种可能：猫可能是活的，也可能是死的；然⽽量⼦⼒学理论认为，这两种可能都同时存在，也就是说，猫既是活的，⼜是死的。

这显然与⼈们的传统思维⼤相径庭。

薛定谔的本意，是想通过这个实验证明这种观点的荒谬性。

然⽽，随着时光的流转，“叠加态”的说法不仅没有被驳倒和摈弃，反⽽得到越来越多的理论和实验的⽀持。

可是，当⼈们打开盒⼦，明明看到的是⼀只活猫，或⼀只死猫。

那么，怎么能够证明在打开盒⼦之前，猫既是活的，⼜是死的呢？在⽬前的量⼦⼒学领域，越来越多的⼈倾向于两种解释：
⼀种是“意识决定存在”。

⼈们看到的活猫或死猫的“事实”，是⼈们进⾏了观察的结果，也就是⼈类意识的产物。

是意识“创造”了“事实”，⽽不是事物的本来状态。

任何事物在观察前和观察后都不是同⼀个样⼦。

⼀种是⾃然界存在多重宇宙。

另外那些宇宙，也和我们所感知的这个宇宙⼀样真实，⼀样存在真实的物体和事件。

那些宇宙中，还有许多个⼀模⼀样的你。

不过有的可能与你的初恋情⼈结了婚（另外宇宙中也有你初恋情⼈的翻版），⽣活的⼗分幸福甜蜜；有的可能从事了你年轻时最喜欢的⼯作，⽽且事业有成……以薛定谔的猫实验为例，在打开盒⼦的那⼀刻，宇宙就分裂成了两个。

在⼀个宇宙中，猫是活的；在另⼀个宇宙中，猫是死的。

哥本哈根派所说的“叠加态”并未消失，只是存在于两个世界。

就如同⼀条⼤河，在⼀座分⽔岭前分成了两条河；其中的⼀条⼜遇到⼀座分⽔岭，于是⼀条河⼜分成了两条河……⾃然界⽆穷⽆尽的多重宇宙，就是这样不断地永⽆休⽌地分裂⽽成的。

量⼦世界许多奇异的现象和理论，不仅令芸芸众⽣⼤为困惑，也让许多量⼦学者头晕⽬眩。

恰如费曼所⾔：“从常识的观点看，量⼦⼒学对⾃然的描述是荒谬可笑的。

但是它与实验完全吻合。

因此我希望你能够接受⾃然是荒谬的，因为它确实是荒谬的。

”另⼀位著名的量⼦物理学家普朗克也同样感慨道：“科学不能解答⾃然的最终秘密，这是因为归根到底我们⾃⼰就是⼀个需要解答的秘密。

”
诚如斯⾔，我们⼈类本⾝就是⼀个⼤⼤的问号——我们是宇宙间全知全能的上帝，还是“上帝”眼⾥的⼤猩猩？我们看见的就是真实的吗？看不见的就不存在吗？我们究竟掌握了⾃然界的多少秘密？我们中间还有没有哥⽩尼和爱因斯坦……这些问题得不到明确的回答，宇宙对于我们就只能是⼀个深不可测的谜团。