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1700911939 这里,放射性物质发生衰变和不发生衰变有着同样的概率,因此两者都发生了。就像一个粒子能够同时从金属柱子的左边和右边穿过一样,放射性衰变也同时发生了和没发生,只要没有人在看。我们前面已经说过,大多数时间,缘于各种不明确的原因,这种可能性的叠加不被我们注意到。它们从来没有发生在——或者到达——我们的尺度。然而,在我们这个特别的实验里,我们却通过设计让我们的眼睛能够看到:两种量子可能性(衰变发生或未发生)同时存在并且直接联系到一只猫戏剧性的死亡或存活之上。
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1700911941 那么量子世界的规则怎么说?
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1700911943 它们的说法是:衰变还是未衰变这一事件被直接联系到毒药和猫,只要盒子未被打开,这只猫既没有死去,也没有活着,而是同时存在。
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1700911945 在你打开盒子之前,衰变同时处于发生了和未发生状态,因此毒药已经被释放,也尚未被释放。
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1700911947 所以猫咪死了,却又活着。
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1700911949 死了并且活着。
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1700911951 听到这些,你立刻打开盒子去确认。
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1700911953 猫跳了出来,毫发未伤,依然非常可爱。
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1700911955 盒子底下也没有躺着尸体。
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1700911957 你挠了挠自己的脑袋。
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1700911959 这整个所谓“状态叠加”和“随后量子可能性塌缩”立刻听起来就像一个设计精巧的恶作剧,而不是真实现象。
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1700911963 我们搞错了吗?猫真的曾经有一段时间处于既生又死的状态,还是整个实验就是一个骗局?
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1700911965 让我们看看。
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1700911967 打开盒子意味着你与实验发生了作用,对不对?
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1700911969 啊哈。
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1700911971 所以你的确进行了干扰。你的确观察了。当有人进行了观察,大自然就必须作出选择。
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1700911973 因此,这个选择——也就是塌缩——如果是真实的话,显然已经发生:让猫活了下来。
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1700911975 但你在打开盒子之前,猫的命运已经决定了吗?还是在你打开盒子之后,极快的瞬间里被决定?
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1700911977 你又回到了最初的问题:塌缩真的发生了吗?
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1700911979 薛定谔在一九三五年设计了这个实验,许多年过去了,没有人能回答这个问题,直到法国物理学家塞尔日·阿罗什(Serge Haroche)和美国物理学家大卫·维因兰德(David J.Wineland)成功地设计了一个真正的实验,并且能够在预期发生塌缩的瞬间探测到状态的叠加。
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1700911981 不过,这次他们没有用猫。
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1700911983 他们用的是原子和光。
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1700911985 他们看见量子叠加非常真实;几乎所有量子粒子都能够,也确实同时以不同且互斥的状态存在。今天,这也是工程师们试图建造量子计算机的基本原理。利用量子粒子能够同时以不同状态存在这一能力,能够实现同时“平行”计算的量子计算机的计算能力在原则上能指数级地强大于我们现在所用的经典计算机。阿罗什和维因兰德因此分享了二〇一二年的诺贝尔物理学奖。他们证实了薛定谔的猫真的处于既生又死的状态,在某个时间,两种状态同时存在。
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1700911987 那么这儿的谜团在哪里?
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