旅途中的讨论

    这就更反常了，很多人为此抓破了头皮，这简直违背了直觉嘛。本来，一个电子能同时通过两条缝隙就够诡异了。现在又加上：如果不测量，电子可以同时通过两条缝，只要一测量，电子就只能从其中一条缝中通过，好像人们的测量行为改变了电子的运动状态。什么跟什么啊。”

    罗志自己也不由得笑了，他继续说：

    “但实验的结果明白的摆在那里，不容置疑。人们只能去寻找能解释这种现象的理论。量子力学的数学架构‘波函数’解释了这种令人抓狂的现象。波函数可以描述具有不确定性的微观粒子在空间分布的概率。根据量子力学原理，电子的运动状态是以波函数的形式存在的。当人们没有观测电子时，电子在两条缝隙的位置都有存在的概率；但是，一旦被测量了，比如说，测得电子在左边缝隙的位置，那它在该位置的概率就为1，在其他位置的概率为0。数学上，在测量的一瞬间，电子的波函数‘坍缩’到了该位置。这就是量子力学最神秘、也最受质疑的地方：观察可以改变存在状态。

    在哲学上，这当然是唯心主义的，很多人并不能信服。即便是在波函数‘坍缩’的技术细节上，也引起了很大的争议。比如说，‘坍缩’到底是什么时候发生的？是在测量的一瞬间就发生了，还是要等到测量结果的光子传入到人的眼中在视网膜上形成影像了才发生？所以，即使波函数‘坍缩’在数学上解释得过去，还是受到了广泛的质疑。很多人认为，量子力学采用这种方式来解释实验现象，就不能被称为物理学了，最多只不过是一大套复杂繁琐的计算方法而已。这种解释方法导致了没有人能‘理解’量子力学，而只是让人们掌握了一种可以描述实验结果的计算方式。”

    罗志喘了口气，刘雪娟用很欣赏的眼光看着他。他没有更多的思考，继续说下去：

    “更奇葩的解释来了。美国物理学家埃弗雷特提出，要对这种现象进行解释，可以从对波函数进行‘不坍缩’处理来入手，也就是说，在任何时候，波函数都成立，电子的运动状态都是呈概率形式的，波函数不会‘坍缩’到某一个确定的位置。在测量之后，电子依然既在左边缝隙，又在右边缝隙，处于位置的‘叠加’状态。那人们为什么只能观测到电子处于某一个确定的位置呢？这是因为人的世界也处于‘叠加’的状态。当电子通过双缝后，两个‘叠加’的世界分离，在其中一个世界里，电子通过了左缝，在另一个世界里，电子通过了右缝。关键在于，本来是‘叠加’在一起的世界，由于观测活动而分立开来了：在前一个世界中观测的人们看到了电子在左缝里，在后一个世界中观测的人们看到了电子在右缝里。

    这种两个世界‘叠加’的思维方式还可以解释量子力学中著名的悖论‘薛定谔的猫’。‘薛定谔的猫’是说，根据量子力学原理，一个原子在某一时刻是否衰变是不确定的，衰变与否各有一定的概率，就像那个穿过双缝的电子一样，在不观测的情况下，这个原子是有可能同时既衰变又不衰变的。如果有一个大盒子，和一个密封了毒气的小盒子，毒气是否释放取决于原子是否衰变。把原子、一只猫和小盒子都放在大盒子里，盖上大盒子的盖子。这样，人们就不能观测到大盒子里的情况了。而根据电子穿缝的实验，人们知道，一旦观测了原子，就可以确定原子是否衰变，波函数‘坍缩’了，不存在不确定性了。这次观测，原子衰变了，下次观测，原子没有衰变，但每次观测只能有一个确定的结果。在这个实验中，简化为只要打开大盒子的盖子，人们就可以看到原子是否衰变。

    现在悖论来了：第一，在不打开大盒子的盖子的情况下，也就是说，不观测，原子同时处于既衰变又不衰变的状态，可是毒气到底释放了没有？猫到底死没死？你这个小原子可以同时既这样又那样，可猫不能同时既死了又没死啊。

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