1935 年,出生於奧地利的物理學家歐文‧薛丁格描述了一項思想實驗,放大了量子力學核心的一個明顯問題。
直到今天,這個問題仍然存在,薛丁格看似可笑的貓處於生死未定的狀態的概念可以概括這一點。
西班牙巴塞隆納自治大學的理論物理學家認為他們終於可以解釋為什麼一旦被觀察到,它總是以單一狀態出現。
他們的提議很大程度上是基於這樣的假設:量子系統的每一種可能性都構成了一個宇宙本身,這個概念被稱為「宇宙」。。
由此,Philipp Strasberg、Teresa E. Reinhard 和 Joseph Schindler 使用第一原則來展示如何現有景觀中的粒子將薛丁格的貓拖出了它自己的方程,顯然是死是活,但從來沒有介於兩者之間。
量子物理學中最早的一些爭論是關於解釋不確定性的方法。用阿爾伯特·愛因斯坦的話來說,上帝“不玩骰子」。
雖然粒子態的組合被迫在紙上呈現一系列可能的命運,但即使沒有人在看,它們也作為物理絕對值存在……對嗎?
沒有。
一個世紀過去了,愛因斯坦的隱喻神仍然在宇宙的擲骰子遊戲中滾動骨頭,並且這甚至超出了抽象計算的意義。
理解現實中的這種差異的一種嘗試是將粒子狀態的所有可能性想像為同樣有效,每種狀態都代表自己的私人宇宙。在這眾多的世界中,只有一個在遇到我們自己龐大的固定可能性網絡時才被融入到我們的世界中,從而贏得了被認為是「真實的」的權利。
在該團隊的數值演示中,交互作用的絕對規模迅速以一種抑制可能性的方式建立,直到單一狀態仍然存在。
換句話說,考慮到薛丁格的貓周圍的宇宙的複雜性,其中包括盒子、觀察者、它們所在的建築物以及更遠的地方,隨著時間的推移,環境與生和死狀態之間的相互作用迅速增長,這意味著這兩種狀態不會以混合形式出現。
事實上,這種世界的合併發生在如此小的水平上,如此之快,相對較少的粒子可以迅速消除未定狀態的模糊性,使量子霧霾在最小的尺度上幾乎消失。
研究小組表示:“由於日常生活中的物體含有大量粒子,這解釋了為什麼我們無法直接感知多元宇宙。”寫在他們的論文中。
問題解決了,對吧?是和不是。雖然這個假設幫助我們想像從無數可能性中選擇單一狀態的過程,但解釋仍然依賴於假設所有宇宙都以這種方式運作。這些宇宙也沒有考慮到複雜性。
人們或許還可以想像,糾纏態的正確組合仍然可以生產生活貓和死貓的混合物,或至少不排除這種可能性。還有一個問題是,量子隨機性對我們這樣的宏觀現實能產生多大的影響。
儘管如此,它還是理論物理學家建議需要包括現有狀態的更大規模的圖片,以理解為什麼未決定的量子模糊突然落在單一測量上。
薛丁格的貓在未來一段時間內仍將是物理學中的一個謎,它在墳墓中旋轉,成為仍然充滿可能性的物理學領域的完美隱喻。
這項研究發表於物理評論X。