薛丁格的貓
Mar. 25, 2016
自從我畫了一張薛丁格的貓當大頭貼之後，很多人問我到底什麼是“薛丁格的貓”，我都支吾其詞。原因無他，畢竟要用簡單的方式說明什麼是波函數，疊加態，觀測矩陣等等，實在不是易事。於是我想用一個比較輕鬆的對話方式，來和大家深入淺出地解釋究竟什麼是“薛丁格的貓”。但不曉得我這樣的呈現是否夠清晰明瞭呢? 只得麻煩大家細心讀完再告訴我了。
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甲: 今天咱們倒是來談談“薛丁格的貓”。
乙: 這就奇了，我聽過暹羅貓，俄羅斯藍貓，卻沒聽過薛丁格的貓，想必是——
甲: 想必是跟“薛丁格”脫不了關係。
乙: 我真靈光。
甲: 但這“薛丁格”您聽過沒有?
乙: 哎我聽說，就是那個什麼，(台語唱)“我身騎白馬，過三關....”
甲: 您那是薛平貴，我這叫薛丁格。
乙: 那“薛丁格”想必是唐朝大將軍“薛丁山”的哥哥。
甲: 大錯特錯，薛丁山是薛金蓮的哥哥，薛丁山和薛金蓮是薛仁貴的兒女，而薛仁貴不是薛平貴，薛丁山更不是薛丁格。
乙: 咳! 您搞得我好昏啊，好像“霧裡看花”。
甲: 是了，薛丁格是個“物理學家”。
乙: 別了別了，高中物理我最不會了。
甲: 就怕他“誤你一生”。
乙: 該說是“非誠勿理”。
甲: 話說1887年薛丁格(Schrödinger)出生於奧地利維也納。1906年他進入了維也納大學，希望能夠在波茲曼(Boltzmann)的門下學習。
乙: 和台大五姬“翁滋蔓”學習啊? 這還真不賴。
甲: 是那位統計物理和熱物理的大師波茲曼。
乙: 難怪挺耳熟的。
甲: 結果這位波茲曼大師啊——
乙: 怎著?
甲: ——自殺了。
乙: (嚇到) 嗨呀! 就和您說物理念不得，您離我遠點，要命的很。
甲: 但年輕的薛丁格很快對於金屬能階，原子光譜，都作出一系列貢獻。
乙: 年輕就是本錢，前途無限。
甲: 也升上了教授，取代了普朗克(Planck)退休的職缺。
乙: 長江後浪推前浪。
甲: 這普朗克可不是等閒之輩。(握拳)像我手這樣握起來，裡面黑黑的，這叫黑體。
乙: (喊口號) 反黑箱! 反賄選!
甲: 反對黑箱作業，可不要反對黑體輻射。
乙: 咱們這箱子黑不溜丟的，完全吸收，不反射，不就是個黑體嗎?
甲: 黑體輻射的光譜一直與古典力學不吻合。1899年普朗克用方才那位波茲曼提出的統計，修正了黑體輻射的公式，這又引入了“量子”的新概念。
乙: 聽起來真時髦。
甲: 而古典力學也必須修改成量子力學。而古典電動力學——
乙: 就變成了量子電動力學。
甲: 那麼古典音樂——
乙: 也成為量子音樂。
甲: 古典玫瑰園——
乙: 當然就是量子玫瑰園了。
甲: 而1924年德布羅依(de Broglie)又提出了粒子具有波的性質。說到這個“波”啊，您想到了些什麼?
乙: 簡單。波瀾壯闊。
甲: 不錯。
乙: 波多黎各。
甲: 那也行。
乙: 波多野結衣。
甲: 什麼亂七八糟東西，滿腦子齷齪思想。我說波啊，說的是光波，水波。當時的人覺得，粒子怎麼會是波呢?
乙: 那麼您說這新玩意兒，物質波，是粒子還是波呢?
甲: 物質像粒子，也像波。粒子具有波的性質，雖然如此咱們又不能說粒子就是波。這微妙處，您可懂得?
乙: 懂得，就好像一個中國，各自表述。
甲: 得了得了，連這也要泛政治。
乙: 以上言論不代表本台立場。
甲: 於是在這風起雲湧的年代，薛丁格吸收了前賢的思想，也漸漸試著整理成一套完整的理論。
乙: 時勢造英雄。
甲: 有一天，薛丁格因病到瑞士療養，仍不忘隨身帶著他的研究資料——
乙: 追求真理，夙夜匪懈。
甲: ——也帶了他的情婦。
乙: 這也是人之常情。
甲: 他忽然從物質波的公式，猜到了古典力學中的動量和能量，如果有某種對應關係，似乎可以導出一個關於Ψ的波動方程，其中這個Ψ的各個分量叫作“機率幅”。
乙: 這個阿兵哥穿的花花綠綠的，那是了。
甲: 那叫“迷彩服”。
乙: 難不成是像現在 model 外拍，把自己綁成那什麼樣子，真不成體統。
甲: 那是“龜甲縛”。
乙: 您舉個例子唄。
甲: 那也好，我們來作個思想實驗。現在您在牆上看到兩道狹縫，還有一把槍對著您——
乙: (嚇到) 哎呀先生，我是無辜的，我身上就這點錢，(跪下) 求您行行好，留我一條活命吧，嗚啊啊啊....
甲: 不是真的槍，是電子槍。
乙: 不早說。
甲: 這叫“思想實驗”，是假的! 就是隨便您想什麼都行。
乙: 天馬行空。那好。
甲: 現在牆上有兩道狹縫，相距十公分。現在把燈關上，室內保持全黑，有一個人拿著電子槍對準牆上。牆的另一側還有一道牆，上面有偵測器，如果電子穿過狹縫，它的位置會被記錄下來。現在叫那個人開槍——
乙: (閉上眼睛) 等一下，那個人是男是女?
甲: 女的。
乙: (閉眼) 長什麼樣子?
甲: 二十歲，金髮，綁馬尾，棕色眼睛。
乙: (閉眼) 穿高筒靴，皮衣和皮褲，左手拿槍，右手拿鞭子。
甲: 停停停，您想入非非到哪去了真是。
乙: 啊，您說是思想實驗，想什麼都可以對吧?
甲: 醒醒吧，這裡只有電子啊光子啥的，又沒有妹子。
乙: 說的是。念物理系，哪來的妹子。
甲: 我講電子您不想聽，我把電子改成貓總行了。
乙: 孔老夫子說“能近取譬”，這還好懂些。
甲: 現在把貓放進一個箱子，裡面有裝了毒氣的容器。
乙: (閉上眼睛) 好，放好了。
甲: 有二分之一的機率，預先擺好的放射性原子衰變，容器也會偵測到，並釋放出毒氣，那隻貓呢，就一命嗚呼了。
乙: 為了求證，壯烈犧牲。
甲: 可是另外二分之一的機率，原子不衰變，一切平安，於是當您打開箱子，那隻貓還活著——
乙: 可真是謝天謝地。
甲: ——還會和您說話。
乙: 說的是什麼來著?
甲: “喵的咧”。
乙: 您別挨罵了!
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