魅力科学薛定谔猫平行宇宙时间旅行.ppt

从薛定谔猫到多重宇宙理论
——魅力科学学习感悟
张钦贤信息科学与工程学院
计算机科学与技术一班 **********
从一只猫说起
薛定谔假想实验
假设把一只猫放进一个封闭的盒子里,然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。设想这个放射性原子核在一个小时内有50%的可能性发生衰变。如果发生衰变,它将会发射出一个粒子,而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置,打开装有毒气的容器,从而杀死这只猫。
猫真的会处于“既是活的,又是死的”状态吗?
当猫被锁在箱子里时,因为我们没有观察,所以那个原子处在衰变/不衰变的叠加状态。因为原子的状态不确定,所以猫的状态也不确定,只有当我们打开箱子察看,事情才最终定论:要么猫躺在箱子里死掉了,要么它活蹦乱跳地“喵呜”直叫。问题是,当我们没有打开箱子之前,这只猫处在什么状态?似乎唯一的可能就是,它和我们的原子一样处在叠加态,这只猫当时陷于一种死/活的混合状态。
一只猫同时又是死的又是活的?它处在不死不活的叠加态?这未免和常识太过冲突,同时在生物学角度来讲也是奇谈怪论。如果打开箱子出来一只活猫,那么要是它能说话,它会不会描述那种死/活叠加的奇异感受?恐怕不太可能。量子论无法解释现实世界,这成了量子论无数个困惑之谜中最神秘的一点。
弯曲的时空
关于薛定谔之猫,许多科学家是持怀疑态度的,他们认为:这个原因是由“平行宇宙”(MWI)造成的,即: 当我们向盒子里看时,整个世界分裂成它自己的两个版本。这两个版本在其余的各个方面都是全同的。唯一的区别在于其中一个版本中,原子衰变了,猫死了;而在另一个版本中,原子没有衰变,猫还活着。在量子的多世界中,我们通过参与而选择出自己的道路。在我们生活的这个世界上,没有隐变量,上帝不会掷骰子,一切都是真实的。
无独有偶,20世纪初,爱因斯坦提出了广义相对论,指出时间旅行,回到过去是可能的,这样就产生了一个矛盾:
如果一个人真的“返回过去”,并且在其外祖母怀他母亲之前就杀死了自己的外祖母,那么这个跨时间旅行者本人还会不会存在呢?这个问题很明显,如果没有你的外祖母就没有你的母亲,如果没有你的母亲也就没有你,如果没有你,你怎么“返回过去”,并且在其外祖母怀他母亲之前就杀死了自己的外祖母?
为了解决种种悖论,平行宇宙学说应运而生。
外祖母悖论
世界上没有两片同样的树叶
换个角度设想:
有无数个相同的树叶重叠在一起,只是无法分开而已
將宇宙投影在一个平面上