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让我们看看。
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打开盒子意味着你与实验发生了作用,对不对?
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啊哈。
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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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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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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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你又回到了最初的问题:塌缩真的发生了吗?
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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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不过,这次他们没有用猫。
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他们用的是原子和光。
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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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那么这儿的谜团在哪里?
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在于是什么东西消失了。
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叠加是真实的,好吧。阿罗什和维因兰德证实了这个。我们只能接受。
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但是当你打开盒子,当活着的小猫跳出来以及塌缩发生的时候,你没见到的那个可能性去了哪里?既然它在某个阶段显然是真实的,那么那只死猫哪儿去了?
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那才是谜团。
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许多科学家冥思苦想于这个问题,一些潜在的答案近来开始流行。一些人猜想那些没被观察到的可能性褪色了,就像滴入湖里的一滴墨水,湖就是我们生活其中的世界,就像未被实现的一串可能性在湖中扩散消失,只剩下实现了的那种——包括我们自身也是其中的一部分——被留下。另一些人认为这与我们的意识有关,我们进行实验这一动作本身或者甚至思想本身能够把现实冻结在某一个状态中,因此创造了现实。
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然后出现了美国理论物理学家休·艾弗雷特三世(Hugh Everett Ⅲ)。
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出生于一九三〇年的艾弗雷特是个非常古怪的人。他极端聪明,同时研究数学、化学和物理学,最后在最有影响力的物理学家之一、美国普林斯顿大学的约翰·阿奇博尔德·惠勒(John Archibald Wheeler)教授的指导下完成了博士论文。得到博士学位后艾弗雷特立刻就放弃了物理学,主要原因是他显然觉得物理学太过诡异。虽然惠勒教授尽了努力,科学界还是未能认真考虑他学生所提出的想法,这显然也是艾弗雷特放弃的原因之一。在二十一岁时,艾弗雷特离开理论研究,开始为美国军方进行绝密武器研究,最后死于过量的酒精和香烟。他的一生就像一些著名的诗人或画家在早年因其天才而散发光芒,可惜却不为当时的同行尊重一样。艾弗雷特一九五六年发表的博士论文后来成了经典。在他的论文里,他大胆而出色地声称,既然量子理论在非常小的尺度上如此完美,那么到我们日常生活的尺度上,它也应该一路被重视。我们宇宙中的一切都由量子物质构成,因此所有一切都应被看作是一个各种可能性同时存在的巨大量子波。
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如果从这个视角看,那么没有什么塌缩发生。所有的可能性都依然存在。
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从这个视角看,整个宇宙在每次作出选择时产生了分支,缘于实验或是其他观察。因此应该存在着无法想象之多的许多平行宇宙,其中每一种可能性,每一种可能的后果都以事实存在。
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按照艾弗雷特的看法,我们的周围到处都是平行历史。
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你站在两部电梯前犹豫要上哪一台,另一个你,在分叉出去的另一个平行宇宙,选了另一台。在又一个平行宇宙中,你撞在了两台电梯中间的墙上。还有一个宇宙中,你走楼梯。因此,所有的可能都被实现了。
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在某种意义上,艾弗雷特对于量子物理学的理解在字面上的解释是,如果你能克服自私的障碍,你就永远不需要悲伤。任何时候,位于这里的你遭受什么不快,在无穷多的平行宇宙中无穷多的其他平行的你正因躲开了这个坏消息而满心快活。
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