第二百二十章 关于哥本哈根诠释的问题 (1/2)

路幽幽稍微整理了一下思路，想着怎么跟这个人傻钱多的比尔·刘易斯解释。

薛定谔的猫是个非常有名的思想实验，来自量子力学中的哥本哈根解释，对路幽幽源心叶她们而言这是个上古时期的概念了，但对于外行人来说，这还是个非常新鲜且神秘的概念。不学物理的人动辄相对论量子力学，以为它们还是前沿科学，压根就不知道这些东西实际上早就已经是陈年旧账了。

至于路幽幽和源心叶所研究的量子场论，是基于量子力学之上，后来发展出的一个领域，和量子力学本身有一定区别。

“薛定谔的猫……”路幽幽想了想，“刘易斯先生，您知道薛定谔是谁吧？”

比尔·刘易斯一怔，“是个科学家。”

“然后呢？”女孩接着问。

“科学家。”

“然后呢？”

“科学家。”

路幽幽扶额。

这个比尔·刘易斯真的是大学物理学出身吗？他不会把达尔文和达芬奇搞混吧？达尔文画鸡蛋达芬奇的进化论？

“您对量子力学了解多少？”路幽幽问。

“了解不多，略知一二。”刘易斯的态度很谦恭，“肯定比不上路小姐和源博士这样的专业科学工作者。”

“量子力学是量子场论的基础，量子力学当年由爱因斯坦，波尔等人创立，到如今已经发展了很多年。通俗地来说，量子力学的核心是它的波函数，因为波粒二象性，粒子的状态可以由波函数来描述，而描述波函数运动的方程，就是薛定谔方程。”

“我记得波粒二象性的意思是……”

“学术界很早就意识到光是一种电磁波，也就是说，光既是粒子，也是波，但是到了二十世纪二十年代，法国物理学家德布罗意提出，不仅仅是光子，任何微观粒子，诸如电子，质子，中子等等实体的基本粒子，同样也会表现出概率波的特征，这就是波粒二象性。”路幽幽解释，“一言以蔽之，就是世间万物，皆可为波。”

刘易斯笑了笑，指了指自己，“我也是波吗？”

路幽幽挑了挑眉，“可以这么说。”

刘易斯上下打量自己，稍有些吃惊，他觉得自己明明是个实体，实实在在存在于世上的人，不知为何在物理学家眼里就变成了波。

“薛定谔的猫就是这个时候被人们提出来的，实际上，别人提出‘薛定谔的猫’这个概念，是为了反对量子力学，或者说反对哥本哈根解释。”路幽幽接着说。

“我们知道，量子力学的基础定理之一，就是海森堡的不确定性原理，这个理论指出，你不可能同时知道一个粒子的位置和速度，也就是说，如果你测量一个粒子的速度，那么你就测不准它的位置，如果你测量了它的位置，那么你就测不准速度。”

“海森堡的不确定原理带来了一个很大的问题，它从根本上揭示了……我们这个世界从基础上就是不确定的，是基于概率的，一切都是随机的。”路幽幽说，“这也就意味着，在我们的宇宙中，随机才是主流，确定的事少之又少……这个想法遭到了很多人的反对，其中就包括爱因斯坦，爱因斯坦说，上帝不掷骰子！”

比尔·刘易斯若有所思地点了点头。

“哥本哈根诠释的核心思想，就是把‘观察者’也加进了整个粒子运动的系统中，但在传统的古典物理学中，观察者与被观察者是分开的，是互不干扰的，比如说我手上有个盒子，我现在把一个苹果放进盒子里。”路幽幽比划着，“无论你看它还是不看它，这个苹果都会在这里，不会有任何变化，你的观测不会影响到这个苹果的状态，就算你盯着楼下那辆车看一整天，那辆车也不会突然消失。”

刘易斯点点头。

“但在量子力学当中，情况就发生了变化。”路幽幽说，“我之前说过，粒子具有波粒二象性，它既是波，也是粒子，在微观状态下，这些基本粒子以波的形式存在，但如果你悄悄地朝它们瞄了一眼……它们就会立即变成实体粒子。”

“我瞄了一眼，它们就会变化？”

刘易斯的思路有些跟不上了，这个结果非常反直觉。

“是的，它们的波函数会瞬间坍缩，就因为你看了一眼。”路幽幽点了点头，“这就是所谓的哥本哈根诠释，观察会对整个粒子运动体系造成影响，你不再是局外人，而是整个系统中的一员。

那么我现在有这样一个装置，一个不透明的纸盒子，纸盒子里关着一只猫。”

“纸盒子里装着一个开关，这个开关控制着一个毒药**子，开关的触发装置是一个原子核，如果原子核发生衰变，那么开关就会打开毒药**，放出毒药，毒死这只猫。”路幽幽接着说，“我们永远无法确定单个的原子核何时衰变，因为这是完全随机的，它可能在下一秒就衰变，也有可能一年之后再衰变，那么请问，此时此刻，这只猫究竟是死，还是活呢？”

刘易斯思索片刻，“可能是死的，也有可能是活的吧？”

一旁的源心叶笑了一下，“为什么？”

“显而易见啊，那个原子核的衰变不是完全随机的吗？它有可能衰变了，也有可能没衰变，如果衰变了，盒子里就是只死猫，如果没衰变，那就是只活猫。”刘易斯解释，“这么想没问题吧？”

“刘易斯先生认为，这只猫，要么是死的，要么是活的。”源心叶问，“对吗？”