针对猫的双缝实验是否存在理论不一致性?
这是个相当有意思的问题——从量子力学的理论框架来说,其实不存在本质上的不一致性,但现实中我们根本没法给猫完成这样的实验,核心原因在于宏观物体的退相干效应和量子尺度的天然限制,具体可以拆成这几点来看:
宏观物体的德布罗意波长极难观测
根据德布罗意公式λ = h/p(h是普朗克常数,p是物体动量),猫的质量远大于电子、中子这类微观粒子,哪怕让猫以极慢的速度运动,它的德布罗意波长也会短到远超现有观测设备的极限——比原子核的直径还要小好几个数量级。这种情况下,哪怕完全不做路径测量,也不可能在屏幕上观测到干涉条纹,因为波长太短,干涉效应根本无法被探测到。退相干让宏观物体无法维持量子叠加态
双缝实验中能观测到波动性的前提是,量子客体要处于“同时通过两条缝”的叠加态。但猫是一个宏观系统,它会持续和周围环境发生相互作用:空气分子的碰撞、光子的散射、甚至自身内部的热运动,这些相互作用都会快速破坏它的量子叠加态,让它的行为立刻表现出经典的粒子性——这就是退相干效应。换句话说,哪怕你想办法把猫送到双缝前,它在到达缝之前就已经被“环境观测”了,根本没法进入叠加态。技术上的绝对不可能
要让猫维持量子叠加态,你需要把它完全隔离在一个没有任何外界干扰的环境里:绝对零度、完美真空,还要屏蔽所有的电磁场和引力干扰。且不说这种环境人类目前根本造不出来,猫作为生命体,也不可能在这种极端条件下存活。
总结一下:量子力学的理论确实适用于包括猫在内的所有物体,但宏观物体的量子效应会被环境的退相干完全掩盖,再加上技术上的限制,我们根本没法给猫做双缝实验,自然也就不存在所谓的“不一致性”。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Dannyu NDos

