扁虫鱼原创 <和讯博客http://z222y.blog.hexun.com/>
本文为我对“薛定谔的猫”的解读,随着最近多看了几本量子学的书,小鱼发表该文的压力越大,不过转念一想,也没什么可怕,偶只是有了自己的想法并大声说了出来,仅此而已。
“薛定谔的猫”(详细题目请自己百度)非常出名,只因为据说那只猫既是死的,也是活的。更准确的说:在人打开盖子看到前,它是死的与活的状态的叠加,而且即便是打开盖子后,人看到猫或没看到猫,它的状态也是不同的,请问这是为什么?
很难想象这样的问题与答案不被理解成精神错乱或弱智,偏巧出题的这位不是从精神病院逃出来的而是从科学院走出来的。耶,于是这就成为一个严肃的科学命题而不是神经急转弯。
猫究竟是死的还是活的,千万不要把视焦停留在这儿。如果仅仅是探讨盒中生命的生死,薛老师实不必出这么一个拗口的题目,直接放一块毒片,猫舔了就死了,没舔就活着,多简单!真正需要注意的是薛老师为何要把一个原子的衰变与一只猫的生死连在一起呢?幸亏我看了《生命是什么》,也就由此找到了薛老师飞纵思想的脉动。
量子力学带给人最直观的恐惧是那些奇怪的符号与公式,但这些只是表相,高等数学的代码是可以透过反复学习解决的。量子力学真正的难点在于它那种超越极限的想象力。这种超级想象力可不是把蚊子想象成大象,而是要从量子级直接跃迁到天文级,而且这种想象绝不可泛泛,而是要能够如临现场般的真实,比如我们先来想象:原子很小,那么一颗原子究竟有多小呢?也许这个比喻能帮助你——
从大海里舀上一杯水,然后把这杯水中所有的原子都做上一个标记。当你把这杯水再还回大海,并把整个大海重新拌匀,那么当你再从任意一个地方舀起一杯海水时,每杯水中至少有100个被标识过的原子。
请张开嘴让我看看你的上颚。不要告诉我你不惊讶,你不惊讶并不能说明你有多么理智或心胸宽广,事实很可能是你没去设身处地的想象,而缺乏了这种想象,小鱼是很难带你走入下面的一系列超级想象了。好吧,让我们再从这一段畅想之旅——
今年的冬季相当的寒冷,当小鱼在凌冽的寒风中索索发抖的时候,很自然想念起那个酷热的夏季,是啊,仅仅是几个月前,在这同一块土地上,我们还恨不得扒光所有的衣物,可如今……是外部的世界变化太快还是我们的感受太敏感?而且我们还身处上海,如果是新疆或者寒冷的西伯利亚呢?小鱼不寒而栗。
地球的冷暖四季科学早已解释,仅仅是由于地轴偏转了一个角度,于是在绕太阳公转的时候,有一部分表面被太阳直射,而另一部分则是斜射。你可以想象吗——我们酷热难当与冰冻三尺仅仅是因为偏转了一点角度。
于是当你再拿起一只乒乓球靠近灯光看个仔细的时候可要小心了,仅仅是正对灯光的那一面,那儿的量子精灵正享受着日光浴,而与此偏转不到半根手指粗细的地方,有量子精灵正在经历严寒。 噢、噢、噢,请当心一点,你的任何一个举动对那颗星球都是巨大的影响(其实巨大这种量级的形容词是完全不能表达我的词意的),不要把这个球靠的灯光太近,否则那颗星球将马上进入熔岩期而不是我们曾经经历的冰河期。是的,冰河期很简单,如果有一个如我们手指那么巨大的天体曾经一不留神遮挡了太阳光一秒,对于我们来说那就是很多个世纪寒冰了。
小鱼不知道你能否抬头仰望星空的时候,再想像有一颗量子也在抬头仰望着你。当然这里面是有绝大的差距的。对我们来说,我们的大地似乎是永恒踏实的,但真实呢,这颗蔚蓝的星球在拼命的旋转,泽东同志曾经豪迈的写过“坐地日行两万里”,他客气了,那是他只计算了地球的自传了。其实地球不但自传,而且公转,还要加上太阳系转,银河系转……。日月变幻斗转星移,它们的速度相当的惊人,但对我们来说,,,我们甚至没有任何感觉。同样的你也可以想象:你在这里跑或者不跑,跳或者不跳,静止不动还是运动不息,对于你身体内的某一颗量子,它毫无知晓。这里面的关键不是你的位移不够大,关键是你们俩所用的时空量级完全无法对接。
其实我们还知道,原子每时每刻都在进行杂乱无章的热运动(布朗运动),而我们的感官能够感知这些热运动吗?(也不能,否则疯掉),为什么没法感知呢,因为它们实在太小,小到它们那里已经是天崩地裂,日月黯淡了,而我们最细微、最敏锐的感觉器官也无法感知;小到它们那里已经生生死死甚至海枯石烂了,我们还不曾过去一秒。于是当我们把大脑能在量子与天文数字间来回穿梭时,我们再回头看“薛定谔的猫”,也许就很清楚。
原子衰变,一定会杀死了猫。但原子一定无法承认这是它干的。因为原子的衰变对它的时空来说,那一刻是确定的,但原子衰变后击破那个毒气瓶,那个毒气溢出的过程对于原子来说就似乎已经是永恒了。对于我们来说,毒气溢出——猫死亡,是个瞬间的过程,但对于一颗原子来说,即使是猫闻——闻到毒气这个过程就又是一个永恒。而即便毒气进入了猫的血液,仅仅是毒气发挥作用,到猫彻底停止心跳,这个过程对于那颗原子来说就是永恒的永恒了……。
你可以想象吗?因为你的因素,杀死了某个在一亿亿光年外的巨大星系,而这个死亡的过程即便是你离开人世1万代以后,地球已经坠入太阳,太阳已经塌缩成一颗矮行星后,那颗巨大的星系还在死亡的过程之中,你可以说,是你干掉了那个星系了吗?
于是你突然可以明白:什么叫这只猫即是死的又是活的了。因为对于原子这个参照物来说,猫的瞬间死亡其实是个巨大巨大巨大到它无法想象的过程。就像我们可以说太阳是死的,因为它最后一定会燃烧殆尽而塌缩,但对于太阳死亡,在星系看来是一秒的事,对于我们却是穷尽子子孙孙也不太需要关心的事。在那个超级转换的时空中,太阳既是死的也是活的。其实你何尝又不是呢?你终将死去,只要把时空维度稍稍放大的话,你就是处在死亡过程中的一个活人,其实你就是一个活人与死人的叠加态。
不要仅仅看我的答案,小鱼再次强调,你光看答案就会以为这是个简单的如何转换时空视角的问题。你会很简单的“噢”的一声,“我早就明白了”,那其实你一定什么都没明白。量子力学真正的难度在于它那超越时空的想象力,请相信,你如果能跟着刚刚的想象认真走一圈的话,你的收获将不再是那个“噢”。
而且小鱼还要告诉你的是:限于文字的空乏,其实很多想象的事是很难用文章表述的。就我个人的感受,写出来的想象也许只及大脑部分真正的想象十分之一。好吧,不管怎么说,我总算把它表达出来了,我衷心的希望,你,,,就是你,也能够来感受那种超越极限的想象之旅。
薛定谔的猫,那是我钟爱的猫。因为他就是那个能够跨越极限想象的人。我崇敬他!
扁虫鱼作于农历2011年元月初八
限于本人的物理知识匮乏,其中一定不乏细节的错误,但这并不影响核心思想的表达,请真正的科学达人万勿纠缠于细节,而错失了主题。
本小鱼还保留修改它的权力,因为知识永无止境,想象力更是如此……
本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请
点击举报。