不确定的世界
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“你是否相信 ， 月亮只有在看着它的时候才真正存在？”
爱因斯坦在一次散步中 ， 向他旁边的学生提出了上面这个问题 。 看似玩笑的话 ， 其实源于爱因斯坦对量子理论的质疑 。
量子理论是有史以来最成功的科学理论 ， 理论与实验结果极为相符 。 不过 ， 它有个大问题——测量问题 。
实验表明 ， 电子等微观粒子可以像水波一样发生干涉 ， 说明它们具有类似波的性质 。 然而 ， 如果你直接的观察它们 ， 它们就会变为一个有着具体位置的粒子 。
1926年 ， 奥地利物理学家埃尔温·薛定谔提出了一个描述粒子波行为的方程 。 方程中 ， 粒子的这种行为可以用一个被称为波函数的数学实体来代表 。 波函数并不能肯定地告诉你 ， 当你观察一个粒子时 ， 它会出现在哪里 。 相反 ， 它会告诉你 ， 粒子会有多大的概率出现在某处 。
但是在测量之前 ， 粒子是处在什么状态呢？最受欢迎的答案 ， 称为哥本哈根诠释 ， 是以量子理论先驱之一尼尔斯·玻尔所在的丹麦哥本哈根大学命名的 。 哥本哈根诠释是说 ， 一个粒子在观察之前的状态就是不确定的 。 这里的不确定 ， 可不是指这个粒子处在某种我们不知道的状态 ， 而是这个粒子如同有了分身术一样 ， 能同时处在所有可能的状态中 。 当对它进行观测时 ， 其波函数会发生突变 ， 从一个不确定的状态变为一个确定的“真实”状态 。 这种突变过程被称为波函数坍缩 。
换句话说 ， 当我们不注意时 ， 这个世界是模糊的和不确定的 。 只有通过看着它们、观察它们、测量它们 ， 我们才能使它们成为“真实的” 。
【没有我们，现实还存在吗？】
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既死又活的猫
然而 ， 哥本哈根诠释与我们日常生活的体验大相径庭 ， 甚至连薛定谔本人都接受不了 。 为了表明其荒谬性 ， 薛定谔提出了一个著名的思想实验：想象一个密封的盒子 ， 里面有着一个放射性物质和一只猫 。 这个放射性物质的波函数告诉我们 ， 在一定时间内 ， 它有一半的概率发生衰变 。 如果发生衰变 ， 盒子内的机关会打破一个有毒的药罐 ， 那只猫就会因此而死掉 。
问题就来了：在你打开这个盒子之前 ， 这只猫处于什么状态？哥本哈根诠释认为 ， 在你打开这个盒子之前 ， 放射性物质同时处在没有衰变和发生衰变的状态中 ， 这意味着猫也同时处在既是活的又是死的状态中 。 薛定谔本人觉得 ， 猫既活又死 ， 是一件很荒谬的事情 。
如果你把这个装着猫的盒子推广到整个宇宙 ， 那麻烦就更大了 。 我们当前的宇宙 ， 是因为我们观测了它 ， 所以成了今天的恒星和星系 。 但是 ， 如果没人观测的话 ， 那么 ， 现在宇宙粒子的波函数就不会发生坍缩 ， 它们的位置也就是不确定的 。 位置不确定 ， 也就无法确定地说哪里物质多 ， 哪里的少 ， 也就因此没有恒星和星系 ， 宇宙会始终处于“混沌”状态 。
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