一代天骄波尔兹曼（Boltzmann）与统计物理（9）
精选
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1935年，一日薛公（Schrodinger）抱病在家，看见自家的黑猫钻进一只箱子里不出来，若有所思，发了一会儿呆，忽然醒悟，以自己的方程为基石的量子理论，被丹麦圣贤波尔（Bohr）的哥本哈根学派奉为完美无暇的圣经天书一卷，竟然有天大一个漏洞。叹了一口气，提笔疾书，不分日夜写了一篇长文，题目是量子力学的现状 The present situation in quantum mechanics。里边有留名青史的一小段文字1)，说如果哥本哈根学派对量子力学的诠释是正确的话，那他就能设计一个机关，把他的爱猫和这个机关一起关在那只箱子里。那个机关有一块放射性物质控制。放射性物质有两个可能的行为：放出或不放出α粒子。一个粒子探测器如果发现α粒子，会发出电流，叫那个机关暗杀猫。如果不放射，猫则安然无恙。把箱子关严实，我们看不见里边发生了什么。按照哥本哈根学派对量子力学的解释，放射性原子在还没放射α粒子前，其状态是两个可能的行为的叠加。那就是说，在我们还没打开箱子、并不知道里边发生什么的一段时间里，那只猫同时是死的也是活的。说的术语一点，那只猫是死猫和活猫的叠加物。这便是闻名天下的薛公猫（Schrodinger’s cat）。
这只可怜的叠加猫是量子世界的居民。在那里状态或行为叠加是个基本民法。法网恢恢，犯法者，不叠加者，在劫难逃，不死则亡。什么原因呢？因为薛公的方程是线性方程。（见上节注释1）。方程里的各项只和波函数Ψ的一次方成正比。假如方程里某一项包含波函数的开根号或高次方，就成了非线性方程。那这个方程的两个不同的解Ψ1（活猫）和Ψ2（死猫）叠加起来（Ψ1+Ψ2）就不一定是这方程的解了。就不会有叠加猫在量子世界里瞎猫碰死耗子了。
可惜呀，薛公的方程是线性的，还能解释所有看到的量子现象，很多预言也被验证。不信不行呀。信则有叠加性这个天条大法。（Ψ1+Ψ2）必须是基本方程的解。死猫活猫必须叠起来。不死不活一定很难受。要知道，依此法办事，用类似上面薛公设想的机关，什么妖魔鬼怪都叠得出来。比如一个人既是高官又是阶下囚（真不少），一个人即在家又不在家（大有人在），一个女人既爱你又不爱你（可怜的男人）。。。量子叠加世界确实有趣。
废话少说。你在人们看不见摸不着的原子里叠一叠也罢了。大家睁一只眼闭一只眼。反正睁眼也看不见。所以那些原子图形里电子一进去就云山雾罩的，也没人理会。不过，要是把原子放大成那只箱子，让你的爱猫进去云云雨雨的，不知是死是活，可怕的是它既死又活，那就郁闷了。所以后来霍金（Hawking）忍不住大叫一声（是写出来的）：谁再提薛公猫我就开枪啦！
今年8月12日薛公诞辰125周年。谷歌用的网徽如下，以纪念这只神猫。一只小猫，竟使量子力学的天下分崩离析，四分五裂，群雄并起。林林总总解释神猫的量子理论和哲学观点能写十本书。这里不能多说。以后有机会。
天下大势，合久必分。分则当然有分的原由。这理论除了不死不活猫，其他鸡飞狗跳的问题层出不穷。所以其开国功臣当中反叛之人也很多。那两个最著名的叛将，一个是25岁时把光波搞成小粒子（photon）的爱因斯坦（Einstein）。另一个是32岁时反其道行之把粒子搞成‘鬼波’的小将德布罗意（De Broglie）。量子力学这动荡不安民不聊生的天下，都是这两个豪杰和佞臣的叠加人物的罪过。忙得丹麦圣贤波尔（Bohr）寝食不安，噩梦连连。实在无法，竟把阴阳老庄请去做成护身符辟邪。
波圣人自制的护身符。阴阳图上面的文字是古罗马文谚语：相反相成。
要想理解量子论，不能不说说这三个天骄。盛传一日开会辩论，爱因斯坦气急败坏，大叫：‘上帝不赌博不玩骰子！’。波圣人也大叫：‘爱卿，你以为你是什么人，竟敢指挥上帝！’。好不热闹。。。
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