“薛定諤的貓”到底有多厲害?如果沒有它,量子領域可能難以突破

埃爾溫·薛定諤 物理 天眼看宇宙 2019-04-09

貓這種生物在人類社會中是比較常見的,許多人將貓作為一種貼身的寵物飼養著,但在物理學中,貓這種生物卻被冠以了別樣的含義,相信很多人都聽過著名的實驗——薛定諤的貓。


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這是一種薛定諤對“人類意識具有特殊地位”的說法進行諷刺的思想實驗,在實驗中,薛定諤將一隻貓放進了一個裝有鈾元素並且有可能會產生衰變的盒子裡,這個實驗的結果無非只有兩個,鈾元素髮生衰變,貓受到輻射死亡,亦或是鈾元素沒有產生衰變,貓存活。


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但在盒子打開之前,沒有人能夠得到一個確定的答案,因此盒子裡的貓處於一個“生死疊加”狀態,而這個實驗的意義又在哪裡,為什麼說這個實驗刷新了人們對於量子力學的認知的,這就要從當時哥本哈根派物理學學家持有的理論說起了。

在量子力學中,只有當對微觀粒子的具體狀態進行測量時,波函數才會坍塌到某一個特定的值,人們才能知道這個粒子究竟處在怎樣的一種狀態。


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“觀測才會導致波函數坍塌”這一點作為主流觀點沒有什麼異議,但重點卻在“誰進行了觀測”這一點上,而且,根據這個問題,科學家分成兩大流派。

第一種流派的人認為,只有觸發了人類的意識才能被視為觀測,而儀器或是其它生物,例如貓和狗等等寵物都不能被視為觀測。


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而另一種流派則認為,任何形式的觀測都能被視為有效,人的意識並沒有特殊地位。

針對兩大流派的較量,哥本哈根派顯然就是支持第一種,而薛定諤為了對第一種流派進行反諷二人實施了薛定諤的貓的實驗。


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在實驗中,鈾元素是否會產生衰變這個信息會傳遞給貓,在人未進行觀測時,只有貓知道自己是不是存活的,而這種生死疊加的狀態則在說明,貓既是死的,也是活的,而不是貓有百分之五的機率存活或死亡。


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但在直到現在為止,仍沒有一種確定的事實可以證明兩種流派哪一種才是正確的,也有可能,兩種流派都可以同時存在,一些人甚至認為,導致兩種流派分歧的的根本原因或與量子平行世界有關,但無論如何,薛定諤的貓的實驗都刷新了人們對於量子領域的看法,可以說,如果沒有“薛定諤的貓”,量子領域可能難以突破。

筆者-小文

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