它们都只穿过其中的一条竖缝,板后面的墙上也只显示两条竖直的电子带。
而如果我们撤掉观测装置,电子就又变回了叠加态,墙上再次出现很多条竖直的电子带。
这就像是一个调皮的小孩,一旦妈妈盯着他,他就表现出乖巧的一面,而一旦妈妈转过身去之后,他马上表现出了顽皮的一面。这太不可思议了,因为电子没有意识,它怎么知道有没有人在盯着它。
为了解释这个现象,哥本哈根学派又引入了一个新的概念:坍缩。
在观测前,单个电子处于叠加态,所以它可以同时通过两条缝,而竖缝前的观测让它坍缩成了叠加态其中的一种确定状态,百分之五十的概率通过左缝,百分之五十的概率通过右缝。
至于这个坍缩是怎么产生的、观测为什么会引起坍缩?
哥本哈根学派没有做进一步的解释。
这个语焉不详的理论当然引起了一大部分物理学家的不满,其中之一就是奥地利物理学家薛定谔。
为了反驳哥本哈根学派,薛定谔提出了一个著名的思想实验——薛定谔的猫。
将一只猫放入一个封闭的盒子,同时放入盒子中的还有一瓶毒气和一个放射性原子。
根据哥本哈根学派的观点:任何量子系统在观测前都处于叠加态。原子是量子系统,所以这个放射性原子处于衰变和不衰变的叠加态。
假设这个放射性原子在一小时内有百分之五十的概率发生衰变,当它衰变的时候毒气装置会启动,猫就会毒死。那么,一小时后,这只猫是死是活呢?
根据哥本哈根学派的观点,在我们打开盒子观测之前,放射性原子处于衰变和不衰变的叠加态,而猫则处于生和死的叠加态。
这个实验将微观系统与我们更容易理解的宏观事物对应,其荒诞性也随之增强。
如果说电子同时处于两个位置的叠加态还只是有点难以理解的话,那猫同时处于生和死的状态就是在挑战所有人的认知了。
按照常理,猫的生死是打开盒子前的“客观事实”,但根据哥本哈根学派,处于叠加态的猫,它的死活决定于打开盒子后的观测。
为了打破量子论的这种困境,美国物理学家埃弗里特率先提出了“多世界诠释”,也就是平行宇宙理论。
埃弗里特认为,叠加态的每一个状态都是真实的,只是它们出现在了不同的平行宇宙,根本不存在什么坍缩,取而代之的是分裂,无时无刻不在进行的分裂。
当观测者与处于叠加态的物体发生相互作用时,宇宙就分裂成了无数个分支。
当我们测量电子到底通过了哪条缝隙时,在测量的一瞬间,我们的世界就分裂成了两个平行的世界,其中一个世界,我们看到电子通过了左缝,另一个世界,另一群“我们”看到电子通过了右
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