1
虽然猫奴才就是你的一切， 但要说它能带你理解量子力学， 你恐怕一时难以承受。
但是认真想想你就能发现：“猫， 是更具有量子属性的一种宏不雅世界的生物。”
举个例子。
你每全国班回家， 你将有可能面临两种有天地之别的场景——
有些时候， 你的猫乖巧地在门口等你， 蹭蹭你的腿， 你几乎愿意把全数工资上缴给奴才买粮食买玩具。
但另一些时候， 驱逐你的是烂掉的耳机线、摔碎的玻璃杯、爆出棉花的沙发一角， 以及你恨不得一脚踹飞的猫。
它还一脸“不怪我是它们先脱手”的无辜脸色。
而整件事最微妙的一点在于， 在你每次翻开家门的霎时之前， 你都无法确知， 今天你的猫是天使仍是魔鬼。
若是用量子世界的语言来说， 那么你家的猫在你开门之前， 处于天使与魔鬼的叠加态。
你想到了什么？
2
薛定谔的那只既活又死的猫， 也是如斯。
在封锁不通明的盒子里放一只猫， 再放入一个放射性原子。盒子里还有一个检测原子衰变的安装， 与毒气释放安装相连。
那个原子有衰变的几率， 若是衰变就会触发检测安装， 进而触发毒气安装释放毒气， 猫就被毒死；若是原子不衰变， 猫就继续活着。
那个略显残酷的思惟尝试， 其实是薛定谔对量子力学中哥本哈根学派的还击。两边的 battle 是如许的——薛定谔创建了颠簸方程， 可以严谨而自恰地解释微不雅粒子系统， 出名的薛定谔方程在量子物理中的地位， 好像宏不雅物理中的典范力学牛顿三大定理一样重要。
薛定谔认为， 波函数是空间散布函数， 微不雅粒子就像波一样， 在空间中根据波函数的规律摆列。
哥本哈根学派的代表人波恩却不那么看。他将波函数视为随机的概率， 它代表的不是微不雅粒子的详细位置， 而是在某个位置呈现的概率， 那些概率构成的概率波根据波函数开展。
可是， 物理学的末极意义就是找到解释世界的规律， 怎么能容忍掷骰子一般的随机概率？
薛定谔对“哥本哈根诠释”很不满， 于是要用薛定谔的猫来证明那种诠释的荒唐性：你们不是说原子的衰变是随机的， 原子处于既衰变又不衰变的形态吗？ 那就会有一只既活又死的猫咯？ 那怎么可能！ 猫的形态必定是要么活， 要么死， 而且在我们翻开盒子之前就被决定好了。
而对此， “哥本哈根诠释”如是说：“在被不雅测之前， 量子的属性处于不确定形态， 即所有属性的可能性的叠加态；而在对量子停止不雅测的霎时， 量子的叠加态塌缩为一种成果， 即变成固定态。”
“哥本哈根诠释”现在已是量子物理学界的支流， 也是大学教育中最常用的诠释。
你家的猫比你更理解那种诠释， 要当天使仍是魔鬼完全随机， 次要看表情。
天主和你家的猫， 可能城市掷骰子。
3
莫非就没有一个法子， 能让你养的猫永久连结在天使的形态， 永久可心爱爱吗？
宏不雅世界里恐怕是没有什么招儿了， 我们或答应以从量子世界的芝诺效应找找灵感。
我们都晓得典范的芝诺悖论：一收飞翔中的箭在肆意时刻， 都在空中某个固定的位置静行， 因而“飞翔”那一运动过程成了所有静行霎时的集合。
量子芝诺效应则是科学研究表白：当不雅测者用足够高的频次不雅测微不雅粒子， 它就不会衰变而始末连结其初始形态。
所以， 你也能够做如许的测验考试：当你翻开家门， 发现你的猫今天乖巧心爱， 那你接下来就什么也别干了， 起头频繁地开门关门， 一秒钟也不要停！ 如许持续察看， 你的猫就持续心爱了——
先别急着去测验考试！
必需要提醒你， 量子世界还有反芝诺效应。也就是说， 若是不雅测速度过高， 反而会加速微不雅粒子的衰变。
那在宏不雅世界就更好理解了：若是你没掌握好节拍， 过于频繁地开关门， 撩拨你家奴才， 它可能就要原地炸毛了。
好了， 理论已经齐全， 快去理论吧。养猫的读者走好不送……
而留下继续往下看文章的猫奴， 恭喜你们尚存理智。
若是你实的去试了， 在邻人报警之前， 你的猫就会因为嫌弃你过于沙雕而离家出走了。
那也提醒了我们一个根本事理：量子世界和宏不雅世界遵照纷歧样的规律。想给两个世界寻找一个同一的世界不雅和办法论， 还面对着很大的困难。（不外前沿物理学家们目前还没有放弃找寻大同一理论的勤奋， 以至能够说那是他们的末极目的。）
宏不雅世界的运行法例到了量子级此外微不雅世界会失效， 因而才会产生许多在我们看来难以想象的工作：
好比， 原子粒子能够同时呈现在两个处所；（好比粒子位置能够处于叠加态|1>+|2>， 即那个粒子既在位置1又在位置2， 既不在位置1又不在位置2）。
好比海森堡不确定性原理：一个微不雅粒子的两个物理量（如位置和动量、方位角与动量矩、时间和能量等）不成能同时具有确定的数值， 此中一个量越确定， 另一个量就越不确定。
再好比， 把两个处于纠缠形态的粒子分隔无论多远， 对此中一个粒子做什么的时候， 另一个也能够同时感应到……
而反过来， 在微不雅世界中可以连结的量子特征， 转换到宏不雅世界后就会消逝。那种现象叫做退相关。目前退相关的过程还没有被研究清晰， 那也是现今量子计算机面对的次要挑战：庇护敏感的量子形态不受退相关影响。
所以现实就是如许残酷：固然你如今对量子世界多懂了一些， 但你仍然找不到降服你的猫的办法。
猫奴们， 放弃妄想吧。猫其实是游离于宏不雅世界与微不雅世界之外的通灵神物， 你奴才永久是你奴才。
4
什么？ 你还不死心？
那你可能更愿意相信量子学派中的“多世界诠释”。
由埃弗里特率先提出的“多世界诠释”， 与前面提到的“哥本哈根诠释”完全相反。他是薛定谔方程的拥趸， 认同波函数是实体， 量子的运动都能够由薛定谔方程描述。
埃弗里特把待不雅测的量子系统与不雅测仪器视做整体， 量子丈量的过程就是系统与仪器之间的彼此感化。在停止丈量时， 那种彼此感化其实不会发作塌缩， 而是使波函数团结成差别的项， 在每一个项中， 不雅测者只能看到与本身不雅测成果一致的世界， 而对与其不雅测成果差别的世界无从得知。
现在， 我们已经从无数的文学影视做品中看过那个概念：平行世界。
详细来说就是：每次你翻开家门的霎时， 你的家就团结成两个， 你的猫也团结成两只——
快乐不？ 一会儿多了一只猫？
没什么可快乐的， 因为你也团结成了两个你。此中一个你看到天使态的猫， 另一个你遭遇魔鬼态的猫。
而那种团结会持续下去， 你的每一次选择城市团结出新的世界， 于是无限种可能性同时存在：你和猫从此过上幸福的生活；猫咬了你而它刚好照顾狂犬病毒；或者你们身处一个被猫统治的世界， 你其实是猫的宠物……细思恐极。
是不是更要爱护保重你如今的猫奴才了？
5
即便平行世界实的存在， 常人也不敢随意穿行， 究竟结果过分疯狂， 又有太多未知的境遇。
有没有什么穿越时空的办法， 既包管平安， 又能满足猎奇心？
仍是需要一只猫来率领你。
那只猫会突然呈现在你家房间， 带你停止量子隧穿， 在量子世界切身感触感染叠加态， 还能把量子仙女举荐给你——
那一切， 城市发作在《邀你共进量子早餐》那本书中， 好像一场量子物理版“爱丽丝遨游仙境”。
除了遨游量子世界， 你还能够跟从做者去和牛顿爱因斯坦吃一顿量子早餐， 围不雅量子学派的领头人华山论剑， 通过轻松的体例进修各类量子物理的根底常识。
那趟奇异的量子路程， 会和吸猫一样有趣。我们就此展开如许的路程吧！
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用有趣的体例领会笼统的量子世界根本概念
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《邀你共进量子早餐》做者：索尼娅·费尔南德斯·比达尔， 弗兰塞斯克·米拉列斯译者：王晋炜
本书突破了时间与空间的束缚， 以生动有趣的语言讲述了量子力学的根本概念以及量子力学开展史。读者将同仆人公一路， 跟从量子仙女的脚步拜访薛定谔的猫的故土， 与量子学派的代表人物共进早餐， 并光临欧洲核子研究组织领会关于量子手艺的新研究， 亲身体味与日常生活息息相关的量子物理的奇奥之处。
读者如许说：
@读者A君：“我对量子世界很感兴趣， 但我惧怕那些纯理论的内容。那本书是一个很好的起点， 书中生动的情节会帮忙你领会那一最令人猎奇的理论。我实的很喜好做者传布那些常识的体例。那实是一本十分令人愉阅的书。在实正迈入冲动人心的量子物理世界之前， 我将起首用那本书来处理相关的概念。”
@读者B君：“那实是一本有趣的书， 可帮忙人们领会笼统的概念， 并让我们审视所习惯的宏不雅世界思维。它明晰简单， 就像阅读《爱丽丝梦游仙境》一样， 在故事中解释了我们不熟知的概念。”
@读者C君：“那是进入粒子物理世界的好办法， 一点一点地， 阅读也变得轻松愉快。”
文末畅聊
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题图来源：Freepik.com
做者：冷酸灵密斯
文章排版：图小鹿
题图造做：图小轩
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