薛定谔的猫理论
薛定谔的猫,薛定谔的猫理论,是由量子力学奠基人之一的薛定谔提出的思想实验。薛定谔为了反对玻尔等提出的量子力学哥本哈根诠释,设计出了这个半死不活的猫来嘲讽,这个无法完成的思想实验,把微观的不确定扩展到宏观的不确定,给玻尔等人带来极大的困扰。
薛定谔的猫理论(薛定谔的猫理论被推翻)
当时以玻尔为首的哥本哈根学派提出观测对微观粒子的影响,例如著名的电子双缝实验,当施加观测时,波函数的叠加态会突然坍缩成一个结果,电子的波动性消失,只会显示出粒子性。这种波函数坍缩解释,是薛定谔,包括爱因斯坦无法接受的,和玻尔等人展开了争论,哥本哈根学派讽刺他“薛定谔其实不懂薛定谔方程”。
为了报一箭之仇,反击玻尔等人的理论,薛定谔在1935年的一篇文章中提出了薛定谔的猫思想实验,来试图用宏观物体状态不确定来反讽玻尔等的解释。
薛定谔的猫理论被推翻
薛定谔的猫,并不是现实中的实验,而是一个思想实验。但就是这么一个思想实验在科学界占据了非常重要的地位,也是很好的科普故事,薛定谔的猫理论,因为它让量子力学变得家喻户晓,某种意义上也推动了量子力学的发展。
那么,薛定谔的猫到底讲述的什么呢?下面简单讲述一下。
一个密封的盒子,盒子里有一只猫,一个毒气瓶,一个开关,开关控制毒气瓶的打开与否。而开关是由一个24小时半衰期的放射性粒子控制的。
粒子衰变了,开关就打开,毒气瓶就释放毒气,那么猫肯定就会被毒死。如果粒子没有衰变,毒气瓶就不会打开,薛定谔的猫理论,猫就不会死。
按照量子力学的诠释,粒子何时衰变是我们无法确定的,可能衰变也可能不衰变(注意,不是“要么衰变要么不衰变”),而是出于衰变与不衰变的叠加态。
薛定谔的猫为什么恐怖
经过一百多年的发展,量子力学已经成为最精确的理论之一,它并不是猜想的理论,而是像牛顿力学一样被实验证实的理论。
不过,由于量子力学实在太诡异了,以至于至今没有人能完全理解量子力学。
在科学领域里,意识是不被承认的,因为科学研究对象是不以人类的意识为转移的客观规律。不过量子力学的横空出世,似乎暗示着意识已经不能被排除在外,人类的意识似乎可以影响现实世界的状态。
用现实世界举个例子。
你在客厅里坐在沙发上看电视,你的状态就是确定的,你不可能出现在其他地方,这就是我们的日常生活经验,任何宏观物体都有一个确定的位置,这种确定性不受人类意识影响,是客观存在的。
但是如果你是在量子世界,一切就变得大为不同,因为量子世界具有叠加性,也就是说万物都是不确定的,微观粒子可以同时处于两个不同的位置。对于你来讲,你在客厅的沙发上,但你同时也可能处于其他地方,薛定谔的猫理论,比如说月球上。
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