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1926年,玻尔的学生海森堡进一步提出,我们不可能知道一个原子或者一个电子在什么位置上,同时又知道它在如何运动。
你不仅不可能知道,而且,具有确定的位置和运动的原子这一概念,本身就是无意义的。
你可以问原子在哪里,并得到一个答案,也可以问原子如何运动,并得到一个答案,但你不可能同时知道二者的答案。
这就是量子力学的另一个基本理论:测不准原理。
如果上述理论已经让你有点晕的话,那么玻尔接下来的这句话,肯定会让你抓狂:“原子的诡异世界只有被观察时才变成具体的实在。
换言之,没有观察时,原子就是一个幽灵;只有当你看它时,它才变成物质。”
倘若一个东西只有在我看它时才变成东西,那它算什么“东西”
?!
是的,假如你是一个只愿意相信常识的人,那你肯定会很困惑,物质为何会依赖我们的观察才存在呢?
其实,困惑的不光是你,伟大的爱因斯坦比你还纠结,所以愤然说出了一句名言:“上帝不掷骰子。”
然后就跟玻尔掐架,掐不赢就跟量子力学说拜拜了。
对此,玻尔倒是表现得相当淡定,他说:“要是谁第一次听说量子论时没有发火,那他就是没弄明白量子论。”
在量子力学中,微观粒子的主要特征被描述为“波粒二象性”
:一个电子或光子,有时候会表现得像一个粒子,有时候则表现得像一个波。
它是粒子还是波,取决于实验和观察。
当它表现为粒子时,就是一小块浓缩的物质,你可以把它理解为咯咯碰撞的小球;当它表现为波时,就是一种不定形的运动,能够扩散和消失。
一个东西怎么会既是粒子又是波呢?难道,我现在坐的这把硬梆梆的、实实在在的椅子,就是由这样一群如同幻影的原子幽灵组成的吗?
按照量子力学,我只能回答你:是的。
为了形象化地说明微观粒子的这种“两可”
状态,量子力学的创始人之一薛定谔,在1935年设计了一个有点残忍的实验(当然只是思想实验):一只猫被关在一个盒子里,盒中还有一个装毒剂的瓶子,瓶子受控于一个粒子衰变的装置。
在观察者进行观察之前,粒子是否发生衰变是无法确定的,所以毒剂被释放与否的概率就是1:1。
这也就意味着,这只悲惨的猫随时处于一种非死非活、又死又活的“叠加态”
中。
非得等到一个观察者出现,才能搞定这只猫的死活——你一看它,它要么就全死,要么就全活。
这就是著名的“薛定谔猫实验”
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