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科学探索

最著名的思想实验之一,却最容易被人们误解

科学探索万象经验2023-05-08

在中学阶段,我们学过光的干涉:当光射向两条狭缝时,会在另一端的屏幕上留下明暗交替的干涉图样。但如果你意识到,光是由光子组成的,每个单独的光子必须通过一个狭缝,你就会开始看到其中的怪异之处。即使一次只发送一个光子,最终仍然会得到干涉图样。然后,你可能会想知道,光子到底通过的是哪条狭缝?当你对这个想法开始实施测量的时候,你会发现干涉图案消失了。

这让一件事让物理学家明白,观察量子系统的行为可以在很大程度上改变结果。但是,这一发现却给物理学带来了更多的问题。在什么情况下观察会改变结果?观察的构成要素是什么?人类是否需要成为一个“观察者”,或者一个无机的、非生命体的测量方法就足够了?

打开盒子等同于观察,你可能会发现猫死了,也可能发现猫还活着。但在你打开盒子之前,猫、原子系统必须处于两种状态的叠加状态。原子衰变的可能性是不确定的,因此原子必须同时处于衰变态和非衰变态的叠加状态。因为原子的衰变控制着毒物的释放,而毒物决定着猫的生死,所以猫本身必然处于生和死的叠加状态。