薛定諤的貓和內(nèi)褲：佯謬是為什么而來

薛定諤（E.Schrodinger ，1887—1961），奧地利著名物理學(xué)家、量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一，曾獲1933年諾貝爾物理學(xué)獎。

量子力學(xué)是描述原子、電子等微觀粒子的理論，它所揭示的微觀規(guī)律與日常生活中看到的宏觀規(guī)律很不一樣。處于所謂“疊加態(tài)”的微觀粒子的狀態(tài)，是不確定的。例如：電子可以幾乎同時位于幾個不同的地點，但直到被觀察測量（觀測）時，才在某處出現(xiàn)。

【評】這完全正確。從微觀世界看，電子的速度非?？欤木珳示唧w位置只是被觀測的那個時點的反映。

1、薛定諤的內(nèi)褲 Schrodinger's panty

將穿裙子的蘿莉關(guān)進密室一小時，密室悶熱，因此蘿莉有可能脫掉了內(nèi)褲， 一小時后打開密室，讓蘿莉出來，因為有裙子也就無法直接判定是否穿著內(nèi)褲。但是，一般都認為只有兩種狀態(tài)：要么穿著，要么脫了。

薛定諤則認為：只要決定其內(nèi)褲穿脫與否的量子波形函數(shù)沒有因為揭開裙子而受到干擾，那么在將裙子掀開來確定內(nèi)容前，裙子里面就同時存在著“穿與沒穿”的狀態(tài)。在未掀開裙子之前，內(nèi)褲以混沌狀態(tài)存在；在掀開裙子的一瞬間，坍塌成穿著內(nèi)褲或沒穿內(nèi)褲。

2、薛定諤的貓

把一只貓放進不透明的盒子里，再把盒子連接到一個包含放射性原子核和一個有毒氣體容器的實驗裝置。這個放射性原子核在一個小時內(nèi)有50%的可能性發(fā)生衰變，如發(fā)生衰變則發(fā)射出一個粒子，這個粒子將會觸發(fā)實驗裝置，打開有毒容器來殺死這只貓。根據(jù)量子力學(xué)，未進行觀察時，這個原子核處于已衰變和未衰變的疊加態(tài)，但一個小時后打開盒子，實驗者只能看到兩種情況：“衰變的原子核和死貓”，或“未衰變的原子核和活貓”。

薛定諤1935年發(fā)表一篇論文《量子力學(xué)的現(xiàn)狀》，在論文第5節(jié)描述了貓實驗：哥本哈根派說，沒有測量之前，一個粒子的狀態(tài)模糊不清，處于各種可能性的混合疊加。比如一個放射性原子，它何時衰變是完全概率性的。只要沒有觀察，它便處于衰變/不衰變的疊加狀態(tài)中，只有確實地測量了，它才會隨機的選擇一種狀態(tài)而出現(xiàn)。

這個實驗，巧妙地通過“檢測器－原子－毒藥瓶”這條因果鏈，似乎將鈾原子的“衰變－未衰變疊加態(tài)”與貓的“死－活疊加態(tài)”聯(lián)系在一起，使量子力學(xué)的微觀不確定性變?yōu)楹暧^不確定性；微觀的混沌變?yōu)楹暧^的荒謬——貓要么死了，要么活著，兩者必居其一，不可能同時既死又活！英國著名科學(xué)家霍金聽到薛定諤貓佯謬時說：“我去拿槍來把貓打死！”

回到常觀世界：這種事如果發(fā)生在宏觀世界的日常生活中，就好比：我在家中何處是不確定的；只有你看我一眼，我就突然現(xiàn)身于某處——客廳、餐廳、廚房、書房或臥室都有可能；在你看我之前，我像云霧般隱身在家中，穿墻透壁到處游蕩。

薛定諤借此闡述的物理問題是：宏觀世界是否也遵從適用于微觀尺度的量子疊加原理。

【解說】

先說抽象理論：認識主體對某種存在的認知，也可以視為：立足于客體信息源的發(fā)出。我們看見貓，也可以視為：貓這個客體的信息源通過光線，反射給我們的視覺。

僅僅停留在這一點上，就不會發(fā)生佯謬。通常，人是通過主觀的感覺——最常見的是視覺，在到達客體對象時，才能認知客觀狀態(tài)；薛定諤反過來說：這一客體發(fā)出本身的信息——最常見的是光波，到達認識主體（例如人）的視覺時，才能被確定客觀狀態(tài)。

再通俗說，人看到盒子中的貓才能認知貓的現(xiàn)狀，看到裙子下的胯之后才能知道有無內(nèi)褲，這是一般常識；薛定諤反過來說，貓是運動的，內(nèi)褲是不確定的，客體的這種運動變化的現(xiàn)狀，是被打開的那一瞬間的運動變化信息，傳播給了人（認識主體）。

于是，薛定諤把客體存在和主體認知放在一起了：客體信息源的發(fā)出，取決于認識主體的認知的那一瞬間。這對于客觀存在是荒謬的——因為客體本身的運動現(xiàn)狀，不會因為你的認知與否而發(fā)生改變，存在是客觀的；對于想象量子關(guān)系是真實的——因為客體的存在是以運動變化為前提，變化無時不在。量子世界，電子世界，尤其如此。

【歸結(jié)】

物理理論就是這樣，佯謬隨時可能出現(xiàn)。