2020.10.27 更新

我今天要介紹的這本書是薛丁格貓，作者埃爾溫·薛丁格，薛丁格貓是奧地利物理學者埃爾溫·薛丁格於1935年提出的一個思想實驗。通過這思想實驗，薛丁格指出了應用量子力學的哥本哈根詮釋於宏觀物體會產生的問題，以及這問題與物理常識之間的矛盾。在這思想實驗裏，由於先前發生事件的隨機性質，貓會處於生存與死亡的疊加態。根據去相干理論，貓不可能永遠處於生存與死亡的疊加態，由於環境的影響，很快地會產生去相干效應，貓改而處於生存或死亡的古典統計學狀態，因此，一般而言，絕對無法觀察到這生存與死亡的疊加態。至今為止，物理學者只能精心製備出一些介觀物體的疊加態雖然這是個思想實驗，類似原理已被研究與運用在實際應用領域。當理論研討量子力學的詮釋問題時，這思想實驗也時常會被特別提出為試金石，1935年，薛丁格原本目的是在用這思想實驗來討論EPR弔詭論文凸顯了量子糾纏的怪異性質。假設兩個量子系統交互作用，然後彼此分離，但其中任意系統都不處於明確態，則它們的量子態會疊加在一起，共同形成的量子態具有量子糾纏特性。根據哥本哈根詮釋，當其中任意系統被測量之時，則兩個系統糾纏在一起的量子態會塌縮為明確態。那時，薛丁格與愛因斯坦常互相通信，交換意見，研討EPR論文的相關問題。在愛因斯坦寫給薛丁格的8月8日信件中，他勾勒出一個「粗略宏觀案例」：給定一桶不穩定的火藥，在經過一段時間後，這桶火藥會處於爆炸與不爆炸的疊加狀態。為了更進一步說明這現象，薛丁格回信描述原則上怎樣能夠將原子系統的疊加態轉移至大尺度系統。他提出一個思想實驗，假設把一隻貓、一個裝有氰化氫氣體的玻璃燒瓶和放射性物質放進封閉的盒子裏。貓的性命因此與原子核的狀態密切相關。薛丁格表明，根據哥本哈根詮釋，在實驗進行一段時間後，貓會同時處於活狀態與死狀態（對於盒子外的世界而言），直到盒子被打開為止。薛丁格並不想要推銷周旋於生死之間的貓這點子；恰恰相反，這弔詭採用的是一種古典反證法，試圖藉此顯露出描述量子態所需倚賴的量子理論尚存瑕疵。薛丁格貓實驗原本是專門設計來批駁哥本哈根詮釋。現今，它仍舊是詮釋量子力學的典型試金石。每一種詮釋處理薛丁格貓實驗的共同與特別之處，時常會被物理學者用來說明與比較這詮釋的共同點、特別點、強點、弱點。只要一個人抱著誠實的科學態度，他就無法逃避實體這假設，除了勞厄以外，在當今物理學者中，只有你看到了這重點。大多數學者不了解他們對於實體所玩弄的是甚麼危險遊戲，他們以為實驗建立的結果與實體無關。可是，他們的詮釋已被你的放射性物質＋放大器＋火藥＋貓這盒子系統精緻地反駁。這系統的波函數既表現出生氣蓬勃的貓，又表現出血肉模糊的貓。沒有任何學者會真正質疑貓的存在或缺席與觀察這動作無關。