量子假想實驗——《步步驚心》 之一

量子假想實驗 —— 《步步驚心》 之一

量子科學占星/彭定軒

  為了進一步闡明「薛丁格的貓」這個假想實驗,再 舉一個假想觀測為例, 假設有 一個男性上班族 Mr. Edward ,已婚七年,但是妻子也經常工作到接近深夜,才會回到家中,因此 Mr. Edward 在每天傍晚下了班之後,會依當天的心情 和口袋的飽滿度, 進行一些休閒活動:



一.獨自一人到書店看書買書 、
二.逛大賣場兼購物、
三.去健身房游泳運動、
四.和婚外情的女友約會、
五.早早回家幫太太準備消夜、
六.其它。
等六種情況 。

我們原先無法肯定 Mr. Edward 在任何一天下班後 , 會去做那件事 , 如果我們持續觀察一整年 , 就可大概得知他行為模式的頻率 , 例如一.到書店15% 、二 . 逛大賣場 15% 、三 . 去健身房 15% 、四 . 和女友約會 15% 、五 . 早點回家25%、六.其他15% 等等 。

如果將 Mr. Edward 當作一個自由運動的粒子 , 我們就可以預測他前往何處的機率 , 但無法確定他當下的實際行動 , 用量子力學的語言來說 , 這位 Mr. Edward 下班之後的狀態,會是到書店15% 、逛大賣場 15% 、和女友約會 15% 等,這些狀態的「量子態疊加」 。   

接下來,就要上演一齣「步步驚心」的推理懸疑劇 ,終於 有一天, Mr. Edward 的太太對他的行為起了疑心 , 於是雇用退休FBI探員,開始每天在他下班後尾隨跟蹤 , 想要得知丈夫當天的行蹤 。

如果FBI探員跟蹤的第一天 , Mr. Edward 是去健身房 ,那 當天 Edward太太 從探員得到跟監報告時 , Mr. Edward 在下班後去健身房的機率就是1 , 100% 確定的狀態 。
  
如果不去觀測粒子的運動 ,粒子的真實狀態,會是 所有的可能性「疊加」在一起的「不確定」狀態 ,但 一經由跟監觀測,便立刻成為確定的狀態 。

任何觀 測都會使原本「疊加」的狀態「收斂」成一個確定的狀態 , 就是無數個疊加在一起的波包,縮併成一個 , 又稱「波函數緊縮」 。