量子死神 疯狂的科学家

作者 : drei

陈一诺今年四十岁,他是那种非常纯粹的物理学家。

这个意思是说,他研究物理学,完全是出于好奇心,想要亲自解开一个又一个物理世界的谜团。除此之外,不论是科研工作带来的丰厚财务回报,还是因为对科学发展做出杰出贡献而获得的各种奖项,在他眼里全都不值一提。当然,实际上他这辈子因为科研挣了很多钱,更获得了包括诺贝尔物理学奖在内的数不清的各类奖项。但这些对他而言,都完全比不上亲手揭开大自然的奥秘那一瞬间,那种恍然大悟的心理满足感。

他最近在搞的一个关于量子物理学实验非常疯狂。这个实验不但会带给他生命危险,还和科学实证精神有些背道而驰。陈一诺自己很清楚,这个实验不论成功与否,都不可能为他获得任何荣誉,而一旦失败,他就会一命呜呼。但对实验结果的好奇心,依然驱使着他决定亲自做这个实验。

这个实验叫做“量子自杀佯谬”实验,目的是确认量子力学的多重宇宙解释是否正确。

量子力学百多年来的发展,依然没有能解答它刚刚出现时科学家们的一个疑问,那就是量子力学的波函数坍缩那一瞬间究竟发生了什么。

按照量子力学,宇宙间一切事件的发生,都是弥散在整个时空中的叠加态概率波。只有当观察者进行观测的那一瞬间,波函数坍缩,事件才会按照概率产生一个确定的结果。在观测发生之前,结果都是不确定的。

比如那个量子力学发展史上著名的“薛定谔之猫”,就是物理学家薛定谔1935年提出来的描述这种不确定性的理想实验。

在一个与外界隔绝的盒子里,放入一只猫,同时还放进一个放射性原子核,一个探测该原子核是否衰变的探测装置,以及一个与这个探测装置联动的毒气发生装置。在一小时内,这颗原子核发生衰变的概率是50%。一旦它发生衰变,探测器探测到衰变信号,就会发动毒气毒死这只猫。反之如果原子核不发生衰变,毒气就不会被发动,猫就会活下来。一小时之后,人们打开盒子,自然可以观察到这只薛定谔之猫是死是活。但在打开盒子进行观察之前,这只猫将处于50%的概率死亡和50%的概率活着的叠加态状态。也就是说,它这时既是死的,也是活着的。

后来的无数量子力学实验已经证实,这个理想实验中猫的死活,确实是在盒子打开,猫被观察那一瞬间确定的。在此之前猫的半死半活叠加量子态,并非是科学家们的想象。

这种由观察者的观测才能使量子态概率云坍缩,从而确定事件发生与否的量子物理学世界观,与科学研究所普遍认可的客观世界实在性,有着格格不入的矛盾冲突。19年普林斯顿大学毕业生休-埃弗莱特提出了量子力学的多重宇宙解释,调和了这种矛盾冲突。

这种解释是说,整个宇宙每时每刻都在因量子事件被观测而发生分裂,分裂时这个量子事件在每个子宇宙中都只有一个确定的结果。也就是说,在那个薛定谔之猫的理想性实验中,整个宇宙在盒子被打开那一瞬间分裂成了两个,其中一个宇宙里薛定谔之猫是死的,另一个宇宙里是活的。

这个解释虽然调和了量子力学和客观世界实在性的理论矛盾冲突,但它根本不可能被任何物理实验科学性的证明。因为任何科学实验方法,都只能观测到本宇宙中的结果,观测不到其他平行宇宙中发生了什么。

陈一诺现在要做的“量子自杀佯谬”实验,和那个薛定谔之猫实验类似,只是这次的实验对象换成了科学家陈一诺本身。这个实验虽然无法科学性的证明什么,但可以让他自己明白这个解释究竟正确与否。为了让这个实验更加有趣一些,他将量子事件由放射性原子核的衰变改成了随机买的彩票是否中奖。

他随机买一张彩票,用一套自动设备在彩票开奖的第一时间获取结果。如果这张彩票中了奖,自动设备不做任何反应。如果没有中奖,这套自动设备将释放十万伏的高电压,将陈一诺瞬间毫无知觉的电死。

倘若量子力学的多重宇宙解释真的是正确的,那么在彩票开奖的那一瞬间,整个宇宙将分裂成为具有99.999……9%概率的彩票未中奖宇宙,和一个具有0.000……01%概率的彩票中奖宇宙。未中奖的宇宙虽然概率很大,但在这个宇宙中陈一诺会毫无知觉的瞬间死去,只有那个概率很小的中奖宇宙里,陈一诺才会活下来。只要量子力学的多宇宙解释是正确的,那么对于陈一诺来说,他就必然能中奖——因为没中奖的那个陈一诺还没等得知这一点就已经毫无知觉的在另外的平行宇宙里死去了。

这个实验实在是疯狂,陈一诺没有告诉任何人,以免他们赶来破坏自己的实验。

买好彩票,陈一诺赶回实验室。他将所有设备全部调试好,启动中奖号码抓取程序,接好放电设备,给自己连上电线。然后打开一瓶陈年芝华士威士忌,加好冰块给自己来上一杯。静静的坐在躺椅里,等待解开物理世界最伟大奥秘的那一刻。

“本期彩票的中奖号码是……”

……

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