現在, 有一個密封的大盒子. 盒內有一個β放射元素, 和一個電子偵測器連接毒氣裝置. 另外, 薛丁格的貓也在裡面. 我們知道, β放射也是一種機率事件, 精密調整它的放射機率, 1小時有一個原子會產生衰變的機率是50%. 當電子偵測器偵測到電子時, 就會啟動毒氣裝置, 放出毒氣, 毒死貓.

我們也可以使用前面的簡單小盒子, 取代β放射元素, 讓思考更簡單.

好, 如果沒有觀察者觀察這個貓盒子, 那麼貓是死是活的機率是50%. 用古典機率理論, 很容易了解貓的狀況. 也就是說, 當隔天你打開盒子時, 貓活蹦亂跳的機率是50%. 而這個狀況, 在實驗當時, 打開小盒子與電子偵測器中間的隔籬時, 就已經決定是否啟動毒氣裝置.

不過我們仔細想想: 電子以機率波均勻分佈在兩個半盒內, 也就是以疊加狀態存在. 當打開小盒子與電子偵測器中間的隔籬, 是否偵測到電子, 也處於疊加狀態. 是否會啟動毒氣裝置, 放出毒氣, 也處於疊加狀態. 是否毒死貓, 也處於疊加狀態. 因此, 從中央隔板自動落下, 打開小盒子與電子偵測器中間的隔籬, 是否啟動毒氣裝置, 放出毒氣, 毒死貓, 隔天你打開盒子, 觀察貓, 這一連串事件中, 電子機率波, 到底是在何時發生縮併? 哪些狀態是處於疊加中?

貓處於半死半活的疊加狀態, 持續到什麼時候? 在某人觀察之前, 貓真的總是處於半死半活的疊加狀態嗎?

5.[EPR大震撼]

1935年, 愛因斯坦, 波多斯基Podolsky, 羅森Rosen共同發表EPR論文, 直指量子力學的核心, 搖撼量子力學的根本. 這個大震撼, 扳回愛因斯坦失去的一局. 也造成此下30年, 各方能人的參與, 開創量子糾纏態這一領域.

EPR佯謬, 所舉用的物理變量有許多種型式, 以下我們舉兩個例子.

EPR原始論文, 是使用位置X和動量P. 在一次交互作用中, 產生了兩粒子系統, 例如1個電子e-, 1個正子e+, 往兩個相反方向飛去. 電子正子是質量相等的反粒子, 為滿足動量守恆, 因此它們的速度與動量, 大小相等方向相反. 有兩名觀察者, 分別處於距離交互作用相等, 方向相反的位置. 兩人的時間經過校正. 當他們同時測量位置時, 測得電子X軸位置x0, 那麼正子的X軸位置必然是-x0. 如果同時測量動量時, 測得電子X軸方向Px, 那麼正子的動量必然是-Px. 因此我們只要讓他們在同一時間測量, 一個測量位置, 一個測量動量. 就可以獲得電子和正子精確的位置和動量, 這結論直接撼動測不準原理.

另外, 我們使用自旋量. 考慮相同的兩粒子系統, 電子與正子, 往相反方向飛去. 為滿足角動量守恆, 因此它們的自旋必須相等. 1個+1/2, 1個-1/2. Sex, Sey, Sez, 是電子的自旋分量; Spx, Spy, Spz,是正子的自旋分量. 它們相等而相反. 如果兩名觀察者, 時間校正, 當他們同時測量某一方向的自旋分量, 電子自旋向上, 那麼正子自旋必然向下. 則, 我們可以同時得到電子自旋的兩個分量. 這與量子力學相悖. 量子力學說: 無法同時確定任意兩個自旋分量.

EPR的假想陳述, 似乎無懈可擊, 量子力學要如何招架?

這是怎麼一回事?