薛定谔（Erwin Schrodinger，1887－1961）是奥地利著名物理学家，量子力学的创始人之一，曾获1933年诺贝尔物理学奖。薛定谔猫是他在1935年提出的关于量子力学解释的一个佯谬（也译为悖论）。 薛定谔猫佯谬是一个理想实验（想象的实验，不一定真的做）：将一只猫关在箱子里，箱内还置有一小块铀、一个盛有毒气的玻璃瓶，和一套由检测器控制的榔头所构成的执行机构。铀是不稳定的元素，衰变时放出射线触发检测器，驱动榔头击碎玻璃瓶，释放出毒气将猫毒死。铀未衰变前，毒气未放出，猫是活的。铀原子在何时衰变是不确定的，所以是处于叠加态。薛定谔挖苦说：按照量子力学的解释，箱中之猫处于“死－活叠加态”———既死了又活着！要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。（请注意！不是发现而是决定，仅仅看一眼就足以致命！）这个理想实验的巧妙之处在于通过检测器－榔头－毒药瓶这条因果键，似乎将铀原子的叠加态与猫的死与活联系在一起，使量子力学的微观不确定性变为宏观不确定性；微观的混沌变为宏观的荒诞———猫要么死了，要么活着，两者必居其一，不可能同时既死又活！难怪英国著名科学家霍金听到薛定谔猫佯谬时说：“我去拿枪来！” 量子力学是描述原子电子等微观粒子的理论，它所揭示的微观规律与日常生活中看到的宏观规律很不一样。处于所谓“叠加态”的微观粒子之状态是不确定的，例如电子可以同时位于几个不同的地点，直到被观察测量（观测）时，才在某处出现。这种事如果发生在宏观世界的日常生活中，就好比：我在家中何处是不确定的，你看我一眼，我就突然现身于某处———客厅、餐厅、厨房、书房或卧室都有可能；在你看我以前，我像云雾般隐身在家中，穿墙透壁到处游荡。这种魔术别说常人认为荒谬，物理学家如薛定谔也想不通。 薛定谔猫佯谬提出了一个问题：什么是量子力学的观测？观察或测量都与人的主观有关，而人在箱外，所以必须打开箱子看一眼才决定猫的死活。谁都知道箱中猫的死活是由铀的衰变决定的———衰变前猫是活的，衰变后猫死了，这与是否有人打开箱子进行观测根本不搭界。所以毛病出在观测的主观性上，应该朝这个方向寻根究底。微观的观测与宏观的不同，宏观的观测对被观测对象没有什么影响。俗话说：“看一眼总行吧。”意思是对所看之物并无影响，用不着担心。微观的观测对被观测对象有影响，会引起变化，以观测电子为例，要用光照才能看见，光的最小单位光子的能量虽小但不是零，光子照到被观测的电子上对它的影响很大。所以在微观世界中看一眼也会惹祸！量子力学认为：观测的结果使得被观测对象的状态改变了，一个确定态从原先不确定的叠加态中蹦了出来。再追究下去，观测无非是观测手段如光子与被观测对象如电子之间的一种相互作用，这种相互作用并不一定非与观测者联系起来不可，后者可以用检测器之类的仪器代替，这样就可以将人的主观因素完全排除———薛定谔猫的死活不是由人打开箱子看一眼所决定的。 （摘自沈致远：《薛定谔猫的生与死》，《文汇报》2000年11月4日“笔会”） 这里涉及一个非常重要的问题：认识（观察）的客观性和主观性。这个问题也包括真理（正确认识）的客观性和主观性问题。真理不是人脑中固有的或自生的，而是对客观外界的反映，人脑好比一个加工厂，制造产品的原材料和半成品来自客观世界。就是说，人们只有在社会实践中同各种事物打交道，使人的大脑通过各种器官同外界发生联系，经过加工制作，才会在头脑中形成关于它们的真理。所以，人脑是真理的客观物质基础，而外在的客观物质世界才是真理的源泉。正如马克思所说：“观念的东西不外是移入人的头脑并在人的头脑中改造过的物质的东西而已”。 真理的内容是客观的，但真理并非客观世界本身，也不是客观事物直接进入真理。而是经过主观能动地加工过的关于客观世界的形象、本质和关系等等，即对客观世界的反映。真理的内容虽然是客观的，而且认识只有正确反应客观世界的时候，才具有真理性，但是真理本身却是一种观念性的存在，属于主观的东西，它跟客观世界本身毕竟不是同一个东西。也就是说，真理的存在形式是主观的，属于观念性的存在。 真理的主观性还表现在它对客观世界的反映具有近似的性质，不是绝对的符合。它来源于外界，在客观外界都可以找到它们的原型，但真理和它的原型之间并不是机械的对应。客观事物是复杂的，事物、现象的属性、特点各异，因而决定了人们对它们的反映也是复杂多样的。科学是反映事物的本质和规律的学问，但因为它反映了事物的深刻的、复杂的关系，它的原型并不象感官感知现象那样直接明白，而相对的独立性。例如，数学概念是从现实的数量和形状中抽象出来的，甚至数学的运算方法也是现实世界的某些实际过程的反映。数学反映的数量关系极为复杂，有时找不到原型。找不到原型并非不存在客观原型，而是因为人们对客观世界的认识不够深入、广泛，尚未发现它的原型。当人们的认识进步了，客观原型也就显露出来了。例如，在数学发展史上，长期没有找出“虚数”的客观原型，甚至有的数学家认为它是“不可能有的，是想象的数，……它们既不是什么都不是，也不比什么都不是多些什么，更不比什么都不是少些什么。它们纯属虚幻。”现代科学和数学的发展证明了它的现实性。从复数来看，实数和虚数同是它的特殊情况。 鲁迅先生说得好：“天才们无论怎样说大话，归根结蒂，还是不能凭空创造。描神画鬼，毫无对证，本可以专靠了神思，所谓‘天马行空’似的挥写了，然而他们写出来的，也不过是三只眼、长颈子，就是在常见的人体上，啬了眼睛一只，增长了颈子二三尺而已。” -----------------------
本文已经公开发表，参见胡建、何云峰、魏洪钟：《智者的沉思》，当代中国出版社2003年12月版。 |
