时间的观念
时之内或许会有一个原子衰变。如果发生原子衰变,则盖革计数器会有反应,这个反应通过某种继电器装置将一个装有氰化钾气体的小瓶子打碎,猫就会被毒死。由于原子衰变是一种量子过程,因此它的发生只能在几率意义上被预测。在实验终了的时候,根据量子力学,我们只能说猫处在某种不死不活的中间状态。只是当我们打开箱子时,波函数才收缩,猫才显现出或者死了或者活着的状态。
这真是太离奇了,只是因为我们看了一眼,猫才脱离了那种半死不活的状态。爱因斯坦曾经不无嘲讽地说:“我不可能想象,只是由于看了它一下,一只老鼠就会使宇宙发生剧烈的改变。”薛定谔猫的理想实验,生动地揭示了系统的状态如何被观测所改变。许多早期的量子物理学家认为,量子力学揭示了人的意识在世界构成中的作用,人在某种意义上重新成为宇宙的中心。
事实上,在薛定谔猫理想实验中,并不必引入人类观测者的因素。黑箱将原子衰变这种微观过程与毒气毒死猫这种宏观过程混合在一起,是导致怪论的关键。盖革计数器本身作为一个宏观的测量装置,已经具备使波函数收缩的能力,至于计数器动作之后的事情则完全是宏观上顺理成章的。
虽说波函数收缩是一种完全客观的、不依赖人类观测者的物理过程,但它并没有被量子力学方程所接纳。测量问题的不可回避反映了量子力学的不完备性、非封闭性,反映了量子力学以可逆性动力学方程为主干的经典框架的局限性。测量问题提醒着时间之矢。
魏扎克表述过一个关于量子力学的悖论:经典力学应该被量子力学所取代,因为我们的测量结果要求我们这样,可是测量过程并不能由量子力学来刻画,依然得由经典力学来描述。企图在不可逆性世界中构造可逆性理想世界,并且认为所构造的可逆性理想世界才是真实的实在世界,均不可避免要遭遇这个悖论。
由于广义相对论的宇宙学无法逃避有一个起点(霍金曾经严格地证明了这一点),量子论与引力论终于会合到一起来了。在宇宙起始的一个极短时间内,量子论开始起作用。一个对于宇宙完备的物理描述和解释,取决于引力论与量子论的统一。在这个未来的统一理论中,应该有一个内禀的时间之矢,这个时间之矢应该与热力学的时间之矢相一致,它将使热力学第二定律成为像爱丁顿所说的“在自然定律中占有至高无上的地位”。
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