Monday, December 26, 2011

宇宙的精灵 #13.8



说到量子纠缠态,才想起薛定谔的猫还待在铁房子里呢,是死是活,怎么忘记去关照啦?罪过,罪过!

欧洲有句谚语:“这里就是罗德岛,就在这里跳舞吧!”典故大致是:一个人天花乱坠地吹嘘自己在罗德岛上舞跳得是如何的仪态万方,旁听者冷冷地说出了这句名言。现在哥本哈根派极力鼓吹什么跃迁、坍缩,薛定谔牵出了他的爱猫,冷冷地回了一句:“这就是波函数,你就给我坍缩吧!”

玻恩看到这个老冤家来踢场子煞是不满:老薛你这不是胡搅蛮缠嘛,令猫是个宏观物体,完全可以用确定量描述,如何比得微观世界的波函数?

薛公子不怀好意:在我这个铁盒子里,原子衰变或不衰变,跟猫死或活,是不是一回事?

玻:是呀。

薛:那观测前原子衰变了没有?

玻:那我怎么知道呀?它现在还是衰变和不衰变的波函数叠加呢!

薛:也就是说,观测前,原子既没有衰变,也没有不衰变;也就等价于,猫既没有死,也没有不死,它处在既死又活的叠加态。哈哈哈哈!

薛定谔的猫的狠处就在于,通过一个精巧的设计,把哥本哈根的微观描述转变为一种宏观效应,把肉眼看不到的原子与活灵活现的猫画上了等号,把高傲教授自以为逻辑自洽的理论跟人民群众怜惜的猫的命运联系在一起,这就成了一个很揪心的问题。爱因斯坦就很欣赏这个比喻,指出可能性只是我们的一种认识状态,比如我们在观察前判断这只猫可能已经死了,可能还活着,但不代表一种实在的状态,把认识态混同实存态,正是波尔的“温和的迷雾”。

世界上怕就怕认真二字,科学家就最讲认真,薛定谔一时的口舌之快,竟然就启动了科学共同体寻找薛定谔之猫的征程。这只猫诞生半个多世纪之后,1990年代,实验室里就陆续传来了薛猫报告。1996年,美国科罗拉多州博尔德的国家标准与技术研究所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!接着科学家就想办法把薛猫做大。刚进入二十一世纪,美国国家标准和技术研究所和奥地利因斯布鲁克大学实验室就报道做成了分别是6个和8个离子的薛定谔猫,可以在几微秒的时间内处于相反量子态的叠加纠缠。人们惊呼:“薛定谔的猫长胖了!”

薛定谔和爱因斯坦还有什么话说?也许还是贝尔那句话:量子力学足以解决FAPP

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上世纪二十与三十年代之交的这几场关于量子力学理论基础的大论战及其如此悠远绵长的余音,是科学史上的一大奇观。经典时代何曾有过这种场面?我们记住的只有牛顿与胡克关于万有引力和与莱布尼兹关于微积分的优先权之争,而经典物理的基本原则,由牛顿的《自然哲学的数学原理》一锤定音。量子力学似乎就没有那么温文尔雅,各色人等纷纷置喙,老叟稚儿一齐上阵,刀枪剑戟无所不用其极,一场混战上天入地山呼海啸日月无光。而论战所涉领域是如此的广泛,兵锋所至又如此的深遂,经典科学和现代科学,物理和数学,实验和理论,科学和哲学,认识论和本体论,人类几千年智慧积蓄下来的动量都被调集起来投入这个波澜壮阔的战场。

然而惟其如此,人类的智慧才挥洒得如此的淋漓尽致,潜质被激发到如此无以伦比的强度,贯穿一个个常态下坚不可催的势垒,达到一个常人难以想像的高妙境地。一个如此云谲波诡、山幽水浑、飞沙乱石、奇禽异兽的量子世界,人类居然也能为它立法,并且应付裕如,历久弥新。这又让我不由得想起二百多年前的那个费城会议,一群老帝国的失意者,决非皇亲贵胄的乡巴佬,殖民制度的叛逆者,决非经验老道的政治家,费城一百多天面红耳赤唇枪舌剑,居然破天荒地为人类制定出第一部宪法,为世界建构出第一个宪政民主共和国,创立出社会政治的现代范式,各行其法的十三的邦国,几百万梦想各异的芸芸众生,居然也能在这个宪法的旗帜下和谐共处,共创辉煌,熔炼出令世人向往的普适价值。政治和科学,费城会议和索尔维会议,美利坚合众国宪法和哥本哈根诠释,在我脑子里量子纠缠波函数叠加,跃迁为一颗人类智慧皇冠上最耀眼的明珠!

扯远了。经典派与现代派的三大战役,终以后者的获胜而告结束,逻辑和事实的力量是如此强悍,不管多么依恋,终拽不住实在论和决定论渐行渐远的背影,不管多么差强人意,一曲哀伤的挽歌还是幽幽地唱响……







(第十三章完)

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