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为什么不选择一种仪器随时地观测这个原子或者这只猫的状态呢？冯诺伊曼敏锐地指出，我们用于测量目标的那些仪器本身也是由不确定的粒子所组成的，它们自己也拥有自己的波函数。当我们用仪器去“观测”的时候，这只会把仪器本身也卷入到这个模糊叠加态中间去。怎么说呢，假如我们想测量一个电子是通过了左边还是右边的狭缝，我们用一台仪器去测量，并用指针摇摆的方向来报告这一结果。但是，令人哭笑不得的是，因为这台仪器本身也有自己的波函数，如果我们不“观测”这台仪器本身，它的波函数便也陷入一种模糊的叠加态中！诺伊曼的数学模型显示，当仪器测量电子后，电子的波函数坍缩了不假，但左／右的叠加只是被转移到了仪器那里而已。现在是我们的仪器处于指针指向左还是右的叠加状态了！假如我们再用仪器B去测量那台仪器A，好，现在A的波函数又坍缩了，它的状态变成确定，可是B又陷入模糊不定中……总而言之，当我们用仪器去测量仪器，这整个链条的最后一台仪器总是处在不确定状态中，这叫做“无限后退”（infinite regression）。从另一个角度看，假如我们把用于测量的仪器也加入到整个系统中去，这个大系统的波函数从未彻底坍缩过！ 可是，我们相当肯定的是，当我们看到了仪器报告的结果后，这个过程就结束了。我们自己不会处于什么荒诞的叠加态中去。当我们的大脑接受到测量的信息后，一切都结束了，波函数不再捣乱了。 难道说，人类意识的参予才是波函数坍缩的原因？只有当电子的随机选择结果被“意识到了”，它才真正地变为现实，从波函数中脱胎而出来到这个世界上。而只要它还没有“被意识到”，波函数便总是留在不确定的状态，只不过从一个地方不断地往最后一个测量仪器那里转移罢了。在诺伊曼看来，波函数可以看作希尔伯特空间中的一个矢量，而“坍缩”则是它在某个方向上的投影。然而是什么造成这种投影呢？难道是我们的自由意识？ 换句话说，因为一台仪器无法“意识”到自己的指针是指向左还是指向右的，所以它必须陷入左／右的混合态中。一只猫无法“意识”到自己是活着还是死了，所以它可以陷于死／活的混合态中。但是，你和我可以“意识”到电子究竟是左还是右，我们是生还是死，所以到了我们这里波函数终于彻底坍缩了，世界终于变成现实，以免给我们的意识造成混乱。 回归到这只可怜的猫，薛定谔告诉我们，它时刻处于一种死与活的叠加状态，而且这种状态会一直持续到我们打开箱子观察它的那一瞬间，然后薛定谔方程坍缩，我们观察到这只猫要么死了要么活着，这都是没有问题的，问题在于，一只猫怎么可以处于一种死与活的叠加状态呢？我的理解是这只猫只是一个指示剂，它所指示的实际上是放射性原子的状态，在打开箱子之前，这只猫和放射性原子一样处于叠加状态。1996年5月，美国科罗拉多州博尔德的国家标准与技术研究所（NIST）的Monroe等人用单个铍离子作成了“薛定谔的猫”并拍下了快照，发现铍离子在第一个空间位置上处于自旋向上的状态，而同时又在第二个空间位置上处于自旋向下的状态，而这两个状态相距80纳米之遥——这在原子尺度上是一个巨大的距离。想象一下，同一个原子在同一个时刻却有着两种不同的状态！这样我们可以说箱子里的那只猫死了但又活着。但当我们去观测时，还是由于我们的意识，这两种状态会随机选择一种出现在我们眼前－－－因为我们实在难以接受这只猫既活着又死了，物理学上称此为“波函数的坍缩”。 但在我们观测之前，由于同一个原子处于两种不同的状态，所以我们也可以确信地说这只猫死了但还活着。这似乎很荒谬，也学可以用平行宇宙的观念来解释。 我们过往的历史、今天的宇宙，恰好法国剧作家博马舍提出的，“为什么是这些东西，而不是其他的呢？”为什么罗蜜欧与朱丽叶双双殉情，而不是走向离他们一步之遥的团圆喜剧呢？为此几位杰出的宇宙学家提出了一种十分勉强的“多宇宙”（也称平行宇宙）假设。这个假设简单说就是：一道寒光过后，碎成千片的镜子同时上演着千种版本的故事：牛顿被苹果砸中之后拍拍屁股回家吃饭了，而不是发现了万有引力定律。希特勒这个潦倒的青年考上了维也纳大学学美术，从此成为一名画家而非战争狂人。我们似乎也有理由相信历史的蝴蝶效应。 正是由于我们的意识让我们的世界变得确定而真实，到这里我终于可以打开那只黑箱子，抱出那只可怜的小猫了。 (责任编辑：admin) |