波函数坍缩的不可逆性,为时间之箭的客观存在提供了强有力的证据。然而,客观的波函数坍缩是以其特殊形式出现的,因而它不能对瞬息即逝的坍缩给出我们想要的完满解释。这一点可以从这个理论的一个显著特点看到,它表明,当一个量子系统被连续地观测的时候,时间实际上停滞了。让我们来考虑一个不稳定的原子核经历放射性衰变的情况,就像在猫佯谬中发生的那样。在量子论中,测量往往被理想化,是在某个固定的时刻进行的。但现在我们设想,原子核是在被连续地测量,目的是确定它究竟在哪个时刻发生衰变。

七十年代,奥斯汀得克萨斯大学的米斯拉(BaidyanathMisra)和苏达山(George Sudarshan)发现,在这样的条件下,原子核就不会发生衰变。这就像是把“盯着的水壶总是不开”这句谚语用到量子力学中来。 

连续的测量迫使原子呆在不衰变的状态,使它不能转换成衰变生成物。为了引起人们对他们的发现的注意,米斯拉和苏达山把这种现象称为“量子基诺佯谬”,因为它与基诺佯谬具有某些相似性。基诺佯谬是讲在空中飞的一支箭,但是根据他的分析,这支箭不可能在运动。然而,这量子力学中的比拟,并不能算是一个佯谬,它只是正统量子理论的一个推论罢了。

1989 年在美国科罗拉多州波尔德的国家标准和技术研究所,有一个研究小组做了一次非常精妙的实验,实验结果支持了量子基诺效应。研究人员对放置在磁场中的 5000 个荷电铍原子进行了观测。这些原子开始时处于同一能级,由于一个射电频率的电磁场的照射,它们可以在 0.256 秒内“煮开”,即激发到高能级。只要在这当中不进行任何测量,所有的原子在照射之后都会位于高能级。然而,当用激光在这期间的某个瞬间进行探测时,研究人员发现,他们探测的次数越多,能达到高能级的原子数目就越少:当每隔千分之四秒进行一次探测时,就没有一个原子能够被激发。这样看来,一个被盯着的量子水壶是不会煮开的。

连续测量的概念,和分立测量一样,都是理想化的。任何实际的测量都只是持续一段有限的时间,这样,量子跃迁最终总会发生。这两种极端情况的结果显然都有些过于绝对:或者是某件事发生了,或者是什么事都没有发生。让我们再研究一下猫佯谬中那个凶神恶煞般的装置,但是把箱壁从不透明的换成透明的。这样我们就可以在所有时间中观察,到底箱子里面是怎么一回事。这时候量子基诺佯谬会说,只要我们保持观察(当然“我们”也可以换成为无生命的测量装置),猫就一定是活着的。看来,我们所谓的“伟大理论”确实是有问题。

薛定谔的猫、魏格纳的朋友以及其它佯谬,都突出地表明波函数的坍缩需要某种解释。在我们看来,出现这些困难的原因,是由于现有的量子理论是时间可逆的,而测量过程是内禀不可逆的。基于意识的解释和多重世界的解释,显然都是由来以久的削足适履之术。这表明,今天的量子理论还是不完备的。测量所造成的问题,只有借助于结合时间箭头的理论才能解决。我们将在第八章中讨论这一点。