Question

薛定谔的猫与人性

Answer 1

薛定谔的猫是量子力学世界里一只喜欢捣乱的猫，从诞生到现在一直不大受物理学家的待见，据说斯蒂芬.霍金说过“一听到这只猫我就去拿枪”的话，当然这可能只是霍金调侃一下自己。

这只猫有点儿像《爱丽丝漫游奇境记》里那只“柴郡猫”，不知在什么时候就会显露出那张恶作剧的猫脸，咧嘴嘲笑人类的智力。

薛定谔的猫是奥地利著名物理学家埃尔温. 薛定谔在1935 年构想的思想实验里的一只宠物， 当然是个有点儿倒霉的宠物，这个思想实验用来试图揭示量子力学的“哥本哈根诠释”的荒谬。

薛定谔是量子力学的主要创立者之一，提出了著名的薛定谔方程，又叫“波函数方程”， 微观粒子同时具有粒子特性和波动特性，即“波粒二象性”，例如光是由光子组成的，光子是粒子的概念，但是光又是一种波，所以也叫光波。所以光有时表现出粒子性，有时表现出波动性。

就好比我们谈论人性，会说人一半是天使一半是魔鬼一样，只不过在有的情境会表现出天使的那一面，而在有的情境会表现出魔鬼的那一面，像个双面人一般。

微观粒子的波动运动就是由薛定谔方程式来描述的，其在量子力学里的地位堪比牛顿定律在经典物理学里的地位。

不过，对于量子力学的不同解释，也可以说对于薛定谔方程式的不同解释，在二十世纪初期的物理学界形成了针锋相对的两大阵营。

其中一大阵营是以丹麦物理学家尼尔斯.波尔为核心的哥本哈根学派，这个学派对量子力学的解释被称为“哥本哈根诠释”， 哥本哈根诠释历来被视为量子力学“正统”解释，量子力学教科书上都采用哥本哈根诠释。

当然量子力学还有其它解释，其中最有名的是“多世界诠释”。

哥本哈根诠释的核心思想之一是微观粒子运动状态的“不确定性”，或者简单的说，微观世界具有不确定性。

例如电子围绕原子核运动，我们无法确切知道电子在某一时刻的具体位置，根据哥本哈根诠释，电子在原子核周围“无处不在”。现实世界里我们常说“分身无术”，而微观粒子确是分身有术，电子同时处于原子核周围不同的位置，将原子核团团围住。

只有当“测量”事件发生的时候，电子才从这种无处不在的不确定状态瞬间“坍缩”成一种确定的状态，从而处于唯一确定的位置。

这就好像你在周末安静的午后享受浮生半日闲，坐在家中的沙发上似睡非睡，处于一种思维意识的模糊或混沌状态，忽然电话铃声或门铃声惊醒了你的意识，使你从思维的模糊状态瞬间变成一种确定和专注的状态。

这里思绪的混沌状态就好比微观粒子运动的不确定状态，而电话铃声或门铃声就好比对微观粒子的“测量”事件。

薛定谔方程式用以计算描述微观粒子运动的“波函数”，简单的说，哥本哈根学派将波函数解释为描述微观粒子在不同空间位置出现或分布的概率， 这与薛定谔本人对波函数的理解完全不一致。

以电子的“波动运动”为例，薛定谔认为波函数描述电子在原子核周围电荷密度的分布，所以薛定谔被哥本哈根学派嘲讽，说薛定谔根本不懂薛定谔方程。

这是理论物理学历史上一个很有趣的现象，对薛定谔方程的解释却不是由薛定谔这个创始人主导，占据了正统地位的哥本哈根诠释根本背离了薛定谔本人对薛定谔方程的理解。

与哥本哈根学派相对立的另一个阵营以爱因斯坦为核心，薛定谔、德布罗意等著名物理学家都是这个“保守”派阵营的成员。这个阵营压根不相信哥本哈根学派对量子力学的这种概率解释，压根不接受微观世界的所谓“不确定性”法则。

爱因斯坦与哥本哈根学派论战的那句名言“上帝是不掷骰子的”最有代表性。

薛定谔坚定站在爱因斯坦一方，“薛定谔的猫”的思想实验就是他在与爱因斯坦探讨哥本哈根诠释问题的过程中构想出来的，用以说明哥本哈根诠释的荒谬。

他的猫比他的方程式更为广大科普爱好者所熟知。

薛定谔的猫到底给哥本哈根诠释出了道什么难题，以至于霍金都想离开轮椅拿起枪打死这只猫呢？

他的思想实验巧妙的将微观世界与宏观世界连接了起来，让微观世界的不确定性变成了宏观世界的不确定性。

他设想了一个密闭的盒子，将他那只猫放置在这个盒子里，盒子里有一个精巧的机关，和一个装有剧毒药物的瓶子，这个机关由微量放射性物质控制着。

如果在一段时间内，放射性物质的一个原子发生衰变，放射出粒子，就会触发机关，打碎装有剧毒药物的瓶子，释放出毒气，猫就会被毒死。如果在这段时间内放射性物质的原子不发生衰变，就不会触发机关，猫就安然无恙。

有趣的是，放射性原子发生衰变和不发生衰变的概率是一半对一半，根据哥本哈根诠释，在没有“观察”事件发生之前，盒子内的放射性原子处于衰变和不衰变两种状态的“叠加态”，这是既衰变又不衰变的一种不确定的状态。

那就意味着这段时间里那只猫也就同时处于一种生和死的叠加状态，处于既生又死的一种中间状态。

是生存，还是毁灭？对这只猫来说还真成了一个问题。

根据我们宏观世界的经验，物体只能处于一种确定的运动状态，不存在什么“叠加态”。

这种既生又死的叠加态不要与我们常说的“半死不活”或“半生半死”混为一谈，半死不活还是“活着”的状态，只是活着的质量不高而已。

根据哥本哈根诠释，只有观察者打开盒子进行“观察”，盒子里的放射性原子才能从既衰变又不衰变的叠加态“坍缩”成衰变或者不衰变的一种确定状态，从而盒子里那只倒霉的猫也从才能从既生又死的叠加态中脱身，变成或生或死的唯一一种确定状态。

在这里“观察”不是检验猫的生死，而是决定了猫的生死，是观察的这一事件决定了盒子里的那只猫是生还是死。

这样作为观察者，我们的“观察”行为参与、影响、甚至决定了猫的生死的历史进程。这似乎是对宏观世界因果论的颠覆，甚至更有人认为量子力学哥本哈根诠释是对唯心论的有力支持。

那么哥本哈根诠释是否是对唯物论的有力挑战、对唯心论的有力支持呢？

当然不是。哥本哈根诠释并没有否定微观世界的客观性，从中并不能得出“观察”或“测量”行为可以随心所欲的改变或创造观察结果的结论。

微观世界无论多么不确定，毕竟还是要遵循客观世界的运动法则，微观粒子的运动状态尽管具有随机性和不确定性，但是总不能逃脱薛定谔方程所描述的波函数的制约。

至于说“观察”或“观测”行为影响、决定了微观粒子的运动状态，并不能说明观察者的主观意识可以随意改变微观粒子的运动状态，从而改变或创造了微观世界的历史进程。

就算你认为“世界是我的意志世界是我的表象”，观察主体的意志并不能随意改变客观世界的运行法则，你的表象还是要受到客观规律的制约，你的意志还是要遵守客观世界的规矩。

那么该怎样理解“观察”或“观测”会影响甚至决定微观粒子的运动状态呢？

其实无论是宏观世界还是微观世界，没有“观察”参与的客观世界都是无从描述的，就像空间中失去了参照系的物体的运动状态无从谈起一样。

人类认识的世界是可观察的世界，就像我们说“可观测的宇宙”，是指我们人类能够观测到的宇宙范围。

例如“平行宇宙”假说，如果我们没有办法去观测与我们的宇宙平行的其它宇宙，那么平行宇宙也只能是科幻作者胡思乱想自嗨的好题材。

人类认知客观世界的过程是认识主体和客体互相作用的过程，客观世界的运行法则是通过认识主体的“观测”被赋予客观意义的，虽然观察主体不能随心所欲的改变、创造客观世界的法则。

失去了认识主体的“观测”行为，客观物体的运动状态是没有办法来确定的。

例如，我们玩向空中抛掷硬币的游戏，如果没有从空中落下的硬币与其落向的桌面之间的碰撞，我们是无从判断硬币是正面朝上还是反面朝上的。

这里桌面对硬币的碰撞或干扰行为，就相当于桌面对在空中不停翻转的硬币的“观测”或测量，使处于正反面朝向不确定状态的硬币，变成正面朝上或反面朝上的一种确定的状态。

或者我们再说回薛定谔的那只倒霉的猫，如果那只猫无法忍受既生又死的状态，趁着薛定谔不留神，逃向了实验室的后花园，薛定谔要想捉到这只捣蛋的猫，必须要到花园里去寻找。

这个寻找的过程就相当于“观测”或观察，没有观察，薛定谔无法确定他的猫具体在花园中什么位置，哪个位置都有可能，但是不能确定 - 这倒颇有点儿像哥本哈根诠释对于微观粒子运动状态的描述，直到他终于在花园里的树丛中发现了他的猫，他的“观测”行为帮助他确定了他的猫的位置。

薛定谔的猫这个思想实验得出的猫既生又死的悖论或“佯谬”很让人困惑，物理学家也在尝试实现大尺度上的“薛定谔猫态”，希望解决这道物理学史上著名的难题。物理学家已经在实验室成功实现了原子尺度的薛定谔猫态，实现了多个原子同时在相反的两个方向自旋，仿佛旋转的陀螺同时在顺时针和逆时针两个方向旋转一样。

但是物理学家实现的“薛定谔猫态”仍然局限在微观领域，还没有可能过渡到宏观领域，看来这只捣蛋的猫还会继续让物理学家们心神不定。

也许这个思想实验更重要的意义是启发了我们在认识论上的思考。

虽然在宏观自然界寻找不到“薛定谔猫态”，但是如果我们“反观诸己”，探讨人的精神世界，我们就会发现，薛定谔猫态在人的精神世界里倒是一种常态。

例如在人性的领域，复杂矛盾的性格因子，甚至是多重人格，同时潜藏在人性的冰山的深处，使人性具有了多变或善变的特性，具有了“不确定性”。

我们自己可能都意识不到人性的“不确定性”，直到某种现实情境将潜藏的某一部分人性激活或捕捉住，或者可以借用哥本哈根诠释的语言做一个比喻：将处于“叠加态”的人性状态变成确定的人性状态。

人性领域的“薛定谔猫态”，不只是从人性的矛盾性和多面性的意义上来类比，更是从现实情境如何激活、影响潜藏的人性的意义上来譬喻。

脱离开现实情境压根就谈不上什么纯粹的人性。

孔子说“听其言而观其行”，考察一个人的人性必须要观其行，而观其行必须在现实情境下。

现实情境是考察人性的客观前提和条件，就好像微观粒子的运动状态需要通过观测来确定，“不确定”的人性也需要通过现实情境的“观测”来确定。

就像著名的“斯坦福监狱实验”所揭示的让人惊骇的事实：实验所模拟的极端现实情境可以唤醒藏匿于人性深处的堕落天使，从而影响人的行为。

斯坦福监狱实验是由斯坦福心理学教授菲利普.津巴多于1971年领导的人性实验项目。

实验招募了24名大学生志愿者，志愿者被分为两组，一组充当狱警，一组充当囚犯，菲利普.津巴多教授充当狱长，监控实验的进行。实验模拟真实的监狱环境，结果由于担心情势失控，计划进行14天的实验只进行了6天便提前结束。

薛定谔的猫只是思想实验，没有真实的宠物猫在实验中被虐待，而斯坦福监狱实验中扮演囚犯的志愿者却受到了扮演狱警的志愿者真实的虐待。

实验让人震惊的观察或“观测”现象是：有几名扮演狱警的志愿者在实验过程中表现出了人性之恶。 这可能让扮演狱警的志愿者都不敢相信。

就像扮演狱警、在实验中表现出施虐倾向的卡尔.万迪说的：“你说你不会像我那样做，那是说着容易，但是你真的不知道你会不会像我那样做。”而现在他知道了自己会做出什么样的行为，那让他很受伤。

而扮演狱警的克里斯托弗.阿彻在折磨囚犯来取乐上花样很多、很有想象力，他不觉得自己做错了什么，所以他不理解扮演8612号囚犯的丹尼尔.卡普为什么要恨他，既然丹尼尔对他说他是个好人。他问丹尼尔：“如果处在我的位置，你又会怎么样？”

斯坦福监狱实验说明了现实情境的“观测”会影响、决定人性的外在表现。

二战期间，屠杀虐待犹太人的德国纳粹士兵和屠杀中国平民的侵华日军士兵，如果没有遇到战争这样的极端现实情境，可能多数人都会是生活中的“好人”。但是战争的现实情境让这些“好人”释放出了人性中潜藏的恶魔。

当然他们并不能就心安理得的将罪责推脱给战争的极端现实情境。

考察人性的善恶，不能抛开具体的现实情境。或许品格高尚的人物即使处于极端情境也不会心生恶念，或许奸恶之徒在任何情境下都不会心生善念 – 我们当然可以对此持怀疑态度，但是对于普通人来说，有时候善与恶的距离并不遥远。

人往往会高估自己的道德水准，其实很多时候，我们并没有自己想的那么好。当然你也可以说：“我没有你想的那么不好。”