D在最近的一次关于宇宙前沿的会议上，加州大学戴维斯分校的Andreas Albrecht教授发表了一个具有煽动性的声明:“每一个布朗运动都是Schrödinger的猫。”从技术上讲，这是一个更广泛的讨论的一部分，这个讨论是关于多重宇宙的含义，包含在各种早期宇宙膨胀模型中在最近的一篇技术论文中．但阿尔布莱希特丰富多彩的措辞促使我更深入地思考关于经典概率和量子概率之间差异的传统智慧。因为他真正想说的是所有经典概率都来自量子概率。
微观量子世界和宏观经典世界之间的联系可以在布朗运动中看到，布朗运动是悬浮在液体或气体中的小粒子的随机抖动运动。它的名字来源于19世纪的植物学家罗伯特·布朗，他注意到在显微镜下漂浮在水中的花粉颗粒似乎会自动随机移动。这是因为一粒花粉比水分子大25万倍，水分子因热运动而抖动。尽管肉眼看不到它们，但它们不断地从各个方向与更大的花粉粒相撞。你可能会认为这些碰撞最终会相互抵消，但因为它们是随机的，所以在任何给定的时间都有微小的不平衡——稍微多一些的分子向右推动颗粒，而不是向左推动颗粒。
这对概率预测有影响。经典地说，如果你抛硬币，你会说有一半的机会是正面或反面着地，只是因为你没有足够的信息，许多因素可能会影响它的着陆位置-旋转的速度，高度，轻微的阵风。原则上，你总是可以获得更多的信息来完善你的预测，使它更准确。如果你愿意，古典概率是一种量化我们无知的方法。而且，在硬币落地之前，你知道一面肯定是正面，另一面肯定是反面。所以同时出现正面和反面的概率是零。
量子物理学从根本上讲是不同的:在规定的概率之外，没有进一步的信息可以获得。在量子世界里，事物可以盘旋在一团模糊的、朦胧的概率云中，它包含了所有可能的状态:正面和反面、粒子和波。只有当观察迫使他们确定一个具体的结果时，事情才会变得明确。从技术上讲，硬币在落地前都是不确定的正面和反面。
但如果认为这适用于日常生活的宏观世界，那就太愚蠢了，对吧?这就是Schrödinger的猫的全部意义，这个著名的思想实验是由欧文Schrödinger设计的，用来说明量子领域的荒谬。我会让谢尔顿·库珀《生活大爆炸》解释:
这就是为什么Albrecht的声明引起了我的注意:他坚持这种量子概率适用于每一个尺度，从简单的抛硬币到预测天气。Albrecht和他在加州大学戴维斯分校的合著者Daniel Phillips用一个台球的类比来说明这一点——或者更确切地说，气体中的分子像台球一样相互碰撞。他们表明，这样一个系统的不确定性随着每次碰撞而增加，当不确定性变得足够大时，量子效应就会成为结果的主导因素——而不是经典力学。
当涉及到撞击这个阈值所需的碰撞次数时，大小很重要。对于一场真正的台球游戏来说，只要台球之间发生8次碰撞，量子不确定性就会占主导地位;如果我们说的是碰碰车的话需要25辆。但只需要在水或空气中的分子之间进行一次碰撞，不确定性就会变得足够大，以至于在量子水平上发生的事情会影响系统的宏观属性。
这是一种混沌系统，量子尺度上的微小波动——就像一只蝴蝶在非洲扇动翅膀一样——通过无数的分子相互作用被放大，直到它们共同努力对宏观尺度产生影响——如众所周知的堪萨斯龙卷风。因此，抛硬币的概率相当于Schrödinger的猫:硬币的最终状态无法预测，除非它真的被抛了。
伦敦国王学院的哲学家说:“很有可能所有严重的概率，不管是硬币落地还是孩子变成了女性，都是量子偶然性的表现。大卫·帕皮诺告诉《物理世界》当被问及Albrecht和Phillips的作品时。“事实上，我们有盖革计数器等设备，可以显示偶然的微小事件往往会导致多大的结果。”
因此，正如Albrecht和Phillips所主张的那样，如果“所有描述自然的概率的成功应用都可以追溯到量子起源”，那就意味着，即使我们认为我们在使用经典的概率，在内心深处，实际上是量子世界在做主。每当我们抛硬币或查看天气时，我们都会打开Schrödinger的猫的盒子，每天还有无数次。
Jennifer Ouellette是一位科学作家，著有微积分的日记和即将到来的我，我自己和为什么:寻找自我的科学．在推特上关注她@JenLucPiquant．
