几个月前[1]，雪焰讲了个歪瓜劣枣俩罪犯招与不招的故事，说：都不招各关一年；一个招另一个不招，招了的关0.5年，不招的关10年；俩都招，俩都得关7年。麻烦就在警察局不带打商量的。作者进而解释道，如果在量子世界，把招与不招作为俩量子态，哥俩均处于招和不招的迭加态(superposition)。然而在命运的最后关头，总得有个说法。Wonderful! 因为量子世界纠缠(entangement)的存在，这哥俩竟然能够心电感应，最终实现“双赢”----都不招。
双赢是许多纠纷追求的目标，在达到这个目标之前，大有施展才华和诡计的空间，当然最理想的是不要陷入两难处境。今天，在下学着现学现卖，也来讲一个量子物理世界的两难问题，这就是不死不活，或者又死又活的“薛定鄂的猫”。
首先，“薛定鄂的猫”要表达的概念是，按照量子原理，在宏观世界也应该存在状态的迭加。薛定鄂假设[2]，把一只猫关在一个封闭的铁笼子里，笼子里装了一个封口的毒气瓶，一个有放射性的原子，一个可以检测辐射出来的阿拉发粒子的探测器，和一个跟这探测器连在一起的锤子。见示意图[3]。满复杂的啊，一环扣一环，游艺馆里没少见到这种连锁反应的整套装备。这套装备的玄妙机关从哪儿开始哪？就是那有放射性的原子，它可能发生衰变放出一个阿拉发粒子，也可能不发生衰变。如果发生了衰变，被探测器捕捉到，那锤子就落下来把瓶子砸碎，毒气释放出来，猫就会咯屁。如果不发生衰变，瓶子就会好好地，猫就会从此幸福地活着。
就这么着把小猫关一个小时，最后小猫到底是死的，是活的，还是不死不活，还是又死又活哪？薛蛮说不打开盒子之间不知道。因为按照量子力学，这个原子应该处于一种衰变和不衰变的迭加状态。50%的可能它是衰变的，50%的可能它是不衰变的。因此，这只小猫也将处于死与活的迭加状态。
这个命题都堪称哲学谬论了。而且这只小猫好像太乖了点，不知道谁养过猫，小猫能那么老实嘛？她不扑上去用爪子把那瓶子打碎，造成无过失的自杀，才怪哪。和和。这是臆想，宏观世界不可以这样形而上学地跟微观世界关联啦。我们老百姓基本上能够接受量子学家们这样的说法：微观粒子(原子，分子，电子等)具有本征态现象，这些粒子能够以某种概率同时出现在不同的本征态。到底是不是这样反正我们也不知道，你们说了算。方女要说啦，你们没看到，你们就这么肯定？如果这么想，那就没得可说的了。
但是在宏观范围里，科学家也说了，由於decoherence现象盖过了量子效应，我们就必定看到物体处在一个特定状态。所以两地分居的夫妻，皓月当空，只有千里共婵娟，双眼泪涟涟。(当然，不要拿多种人格5的来当例子，那是另外一回事。)
功夫不负有心人，上个月，PRL上就有那么几个“牲口”发表文章，又提出一个可以研究宏观迭加的实验[4]。服不服吧？不过主角还远没小猫那么大，而是一面象血细胞那么大的小镜子，大概100Trillion个原子那个量级(还没一摩尔)。(唐团：oh my God, be careful, don't breakthe mirror, seven years' bad luck!)。
这面小镜子贴在一个小弹簧上面。一个特别的光子，处於迭加态的光子，在小镜子和另外一面大很多的镜子之间弹来弹去。这有点象电影里面啊甘在打乒乓球。把弹簧小镜子想象成啊甘举着的那乒乓球拍，对面的大镜子想象成一个不会失误而且非常会喂球的高级陪练好啦。啊甘的胳膊随着乒乓球在拍子上的碰撞，一会儿往右偏，一会儿往左偏。
科学家们期待的结果是：当具有迭加状态的光子击打在小弹簧镜面上时，弹簧会有相应的震动而改变镜子的位置，於是光子的迭加状态转变成镜子位置的迭加。整个体系将在这两种迭加之间飘来飘去。光子的迭加状态可以用测量它的干涉来确认；当干涉消失，就可以推测是轮到镜子处於迭加状态了。
这套实验将有许多苛刻的要求，比如镜子的振动会产生热量，要把这种干扰减到最少，必须在超低温下进行。AND，唐团is absolutely right, 系统必须有很高的真空度，要不然闲杂人员(气体分子)会把mirror给break了。
俺可是没有勇气再读下去。薛蛮呀薛蛮，你这猫可真不是随随便便养得起的呀。
参考文献：
[1]雪焰，2003，牛人与罪犯问题，虹桥科教论坛。
link:
http://www.rainbowplan.org/lib/archive/030506001.txt
[2]E.Schroedinger, 1935, Die gegenwaertige Situation in der Quantenmechanik,
Naturwissenshaften, 23, 807-12, 823-8, 844-9.
link:
http://www.emr.hibu.no/lars/eng/cat/Default.htm
[4]W.Marshall, C.Simon, R.Penrose, D.Bouwmeester, 2003, Towards Quantum Superpo-
sitions of a Mirror, Phys. Rev. Lett. 91(13), 130401-1~130401-4
link:
http://ojps.aip.org/getpdf/servl ... 01&idtype=cvips
