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率變成了100%,而別的地方的機率都變成了0。也就是說,它的波函式突然從空間中收縮,聚集到了這一個點上面,在這個點出現了強度為1的高峰。而其他地方的波函式都瞬間降為0。
哦,上帝,發生了什麼事?為什麼電子的波函式在一剎那發生了這樣的鉅變?原本形態優美,嚴格地符合薛定諤方程的波函式在一剎那轟然崩潰,變成了一個針尖般的小點。從數學上來說,這兩種狀態顯然是沒法互相推導的。在我們觀測電子以前,它實際上處在一種疊加態,所有關於位置的可能性疊合在一起,瀰漫到整個空間中去。但是,當我們真的去“看”它的時候,電子便無法保持它這樣優雅而面面俱到的行為方式了,它被迫作出選擇,在無數種可能性中挑選一種,以一個確定的位置出現在我們面前。
波函式這種奇蹟般的變化,在哥本哈根派的口中被稱之為“坍縮”(collapse),每當我們試圖測量電子的位置,它那原本按照薛定諤方程演變的波函式ψ便立刻按照那個時候的機率分佈坍縮(我們記得ψ的平方就是機率),所有的可能全都在瞬間集中到某一點上。
而一個實實在在的電子便大搖大擺地出現在那裡,供我們觀賞。
在電子透過雙縫前,假如我們不去測量它的位置,那麼它的波函式就按照方程發散開去,同時透過兩個縫而自我互相干涉。但要是我們試圖在兩條縫上裝個儀器以探測它究竟透過了哪條縫,在那一剎那,電子的波函式便坍縮了,電子隨機地選擇了一個縫透過。而坍縮過的波函式自然就無法再進行干涉,於是乎,干涉條紋一去不復返。
奇怪,非常奇怪。為什麼我們一觀測,電子的波函式就開始坍縮了呢?
事實似乎是這樣的,當我們閉上眼睛不去看這個電子,它就不是一個實實在在的電子。它像一個幽靈一般按照波函式向四周散發開去,虛無飄渺,沒有實體,而以機率波的形態漂浮在空間中。隨著時間的演化,這種機率波嚴格地按照薛定諤波動方程的指使,聽話而確定地按照經典方式發展。這個時候,與其說它是一個電子,不如說它是一個鬼魂,一團混沌,一幅浸潤開來的水彩畫,一朵機率雲,愛麗絲夢境中那難以捉摸的柴郡貓的笑容。不管你怎麼形容都好,反正它不是一個實體,它以機率的方式擴散開來,這種機率似波動一般起伏,可以干涉和疊加,為ψ所精確描述。
但是,當你一睜開眼睛,奇妙的事情發生了!所有的幻影,所有的幽靈都消失了。電子那散發開去的波函式在瞬間坍縮,它重新變成了一個實實在在的粒子,隨機地出現在某處。
除了這個地方之外,一切的機率波,一切的可能性都消失了。化為一縷清風的妖怪重新凝聚成為一個白骨精,被牢牢地摁死在一個地方。電子回到了現實世界裡來,又成了大家所熟悉的經典粒子。
你又閉上眼睛,剛剛變回原型的電子又化為機率波,向四周擴散。再睜開眼睛,它又變回粒子出現在某個地方。你測量一次,它的波函式就坍縮一次,隨機地決定一個新的位置。
當然,這裡的隨機是嚴格按照波函式所嚴格描述的機率分佈來決定的。
我們不如敘述得更加生動活潑一些。金庸在《笑傲江湖》第二十六回裡描述了令狐沖在武
當腳下與沖虛一戰,沖虛一柄長劍幻為一個個光圈,讓令狐沖眼花繚亂,看不出劍尖所在。用量子語言說,這時候沖虛的劍已經不是一個實體,它變成許許多多的“虛劍”,在光圈裡分佈開來,每一個“虛劍尖”都代表一種可能性,它可能就是“實劍尖”所在。沖虛的劍可以為一個波函式所描述,很有可能在光圈的中心,這個波函式的強度最大,也就是說這劍最可能出現在光圈中心。現在令狐沖揮劍直入,注意,這是一次“測量行為”!好,在那