薛定諤的貓是什麼?

10 個回答
钟铭聊科学
2019-08-19

薛定諤的貓

20世紀初,物理學上空有兩朵烏雲,一朵是“以太”,另一朵是“黑體輻射”。前者引出了相對論,後者則催生了量子力學。而在量子力學這支,幾乎是經歷了三代科學家的共同努力才得以建立。第一代是普朗克、愛因斯坦;第二代是波爾、波恩、索末菲。第三代則是海森堡、薛定諤、狄拉克。

薛定諤的貓

20世紀初,物理學上空有兩朵烏雲,一朵是“以太”,另一朵是“黑體輻射”。前者引出了相對論,後者則催生了量子力學。而在量子力學這支,幾乎是經歷了三代科學家的共同努力才得以建立。第一代是普朗克、愛因斯坦;第二代是波爾、波恩、索末菲。第三代則是海森堡、薛定諤、狄拉克。

他們可以一同被認為是量子力學的奠基人。不過在量子力學的發展中,出現了一個有趣的現象,那就是曾經的奠基人站到了量子力學的對立面,這其中最有名的就是愛因斯坦和薛定諤。

薛定諤的貓

20世紀初,物理學上空有兩朵烏雲,一朵是“以太”,另一朵是“黑體輻射”。前者引出了相對論,後者則催生了量子力學。而在量子力學這支,幾乎是經歷了三代科學家的共同努力才得以建立。第一代是普朗克、愛因斯坦;第二代是波爾、波恩、索末菲。第三代則是海森堡、薛定諤、狄拉克。

他們可以一同被認為是量子力學的奠基人。不過在量子力學的發展中,出現了一個有趣的現象,那就是曾經的奠基人站到了量子力學的對立面,這其中最有名的就是愛因斯坦和薛定諤。

薛定諤是波動力學的創始人,但是波恩對於薛定諤的波動方程的機率解釋特別不滿意,更不滿意的是以尼爾斯·波爾為首的哥本哈根學派對量子力學的解釋。哥本哈根學派認為:

世界是不確定的。

具體來說,我們舉個栗子,微觀世界中,一個粒子在某一個時間的具體位置是完全不能確定的,根據測不準原理,在觀測這個粒子的位置之前,粒子可以同時在任何位置,說白了就是具體在哪裡是一個概率分佈。

薛定諤的貓

20世紀初,物理學上空有兩朵烏雲,一朵是“以太”,另一朵是“黑體輻射”。前者引出了相對論,後者則催生了量子力學。而在量子力學這支,幾乎是經歷了三代科學家的共同努力才得以建立。第一代是普朗克、愛因斯坦;第二代是波爾、波恩、索末菲。第三代則是海森堡、薛定諤、狄拉克。

他們可以一同被認為是量子力學的奠基人。不過在量子力學的發展中,出現了一個有趣的現象,那就是曾經的奠基人站到了量子力學的對立面,這其中最有名的就是愛因斯坦和薛定諤。

薛定諤是波動力學的創始人,但是波恩對於薛定諤的波動方程的機率解釋特別不滿意,更不滿意的是以尼爾斯·波爾為首的哥本哈根學派對量子力學的解釋。哥本哈根學派認為:

世界是不確定的。

具體來說,我們舉個栗子,微觀世界中,一個粒子在某一個時間的具體位置是完全不能確定的,根據測不準原理,在觀測這個粒子的位置之前,粒子可以同時在任何位置,說白了就是具體在哪裡是一個概率分佈。

為了駁斥根本哈根學派的觀點,尤其是是“不確定性”的詮釋。

薛定諤就設計了一個思想實驗,所謂的思想實驗就是隻能靠腦袋想想,實際上沒辦法做的那種。從牛頓開始就有,比如:牛頓大炮。愛因斯坦也是極其喜歡思想實驗,他還提出過許多思想實驗來反駁量子力學,甚至還說出過著名的那一句話:

薛定諤的貓

20世紀初,物理學上空有兩朵烏雲,一朵是“以太”,另一朵是“黑體輻射”。前者引出了相對論,後者則催生了量子力學。而在量子力學這支,幾乎是經歷了三代科學家的共同努力才得以建立。第一代是普朗克、愛因斯坦;第二代是波爾、波恩、索末菲。第三代則是海森堡、薛定諤、狄拉克。

他們可以一同被認為是量子力學的奠基人。不過在量子力學的發展中,出現了一個有趣的現象,那就是曾經的奠基人站到了量子力學的對立面,這其中最有名的就是愛因斯坦和薛定諤。

薛定諤是波動力學的創始人,但是波恩對於薛定諤的波動方程的機率解釋特別不滿意,更不滿意的是以尼爾斯·波爾為首的哥本哈根學派對量子力學的解釋。哥本哈根學派認為:

世界是不確定的。

具體來說,我們舉個栗子,微觀世界中,一個粒子在某一個時間的具體位置是完全不能確定的,根據測不準原理,在觀測這個粒子的位置之前,粒子可以同時在任何位置,說白了就是具體在哪裡是一個概率分佈。

為了駁斥根本哈根學派的觀點,尤其是是“不確定性”的詮釋。

薛定諤就設計了一個思想實驗,所謂的思想實驗就是隻能靠腦袋想想,實際上沒辦法做的那種。從牛頓開始就有,比如:牛頓大炮。愛因斯坦也是極其喜歡思想實驗,他還提出過許多思想實驗來反駁量子力學,甚至還說出過著名的那一句話:

薛定諤的這個思想實驗也是物理學歷史上最有名的思想實驗之一。在這個實驗裡,有一隻貓被關在一個盒子裡,這是一個理想的盒子,貓可以好好在裡面生活。

薛定諤的貓

20世紀初,物理學上空有兩朵烏雲,一朵是“以太”,另一朵是“黑體輻射”。前者引出了相對論,後者則催生了量子力學。而在量子力學這支,幾乎是經歷了三代科學家的共同努力才得以建立。第一代是普朗克、愛因斯坦;第二代是波爾、波恩、索末菲。第三代則是海森堡、薛定諤、狄拉克。

他們可以一同被認為是量子力學的奠基人。不過在量子力學的發展中,出現了一個有趣的現象,那就是曾經的奠基人站到了量子力學的對立面,這其中最有名的就是愛因斯坦和薛定諤。

薛定諤是波動力學的創始人,但是波恩對於薛定諤的波動方程的機率解釋特別不滿意,更不滿意的是以尼爾斯·波爾為首的哥本哈根學派對量子力學的解釋。哥本哈根學派認為:

世界是不確定的。

具體來說,我們舉個栗子,微觀世界中,一個粒子在某一個時間的具體位置是完全不能確定的,根據測不準原理,在觀測這個粒子的位置之前,粒子可以同時在任何位置,說白了就是具體在哪裡是一個概率分佈。

為了駁斥根本哈根學派的觀點,尤其是是“不確定性”的詮釋。

薛定諤就設計了一個思想實驗,所謂的思想實驗就是隻能靠腦袋想想,實際上沒辦法做的那種。從牛頓開始就有,比如:牛頓大炮。愛因斯坦也是極其喜歡思想實驗,他還提出過許多思想實驗來反駁量子力學,甚至還說出過著名的那一句話:

薛定諤的這個思想實驗也是物理學歷史上最有名的思想實驗之一。在這個實驗裡,有一隻貓被關在一個盒子裡,這是一個理想的盒子,貓可以好好在裡面生活。

在這個盒子裡還有一個裝置,這個裝置放了一個隨時可能會衰變的原子核。原子核衰變與否其實可以用波函數來描述具體的概率。比如:某一個時刻,衰變的概率是50%,不衰變的是50%,到下一個時刻,可能就是衰變概率是40%,不衰變概率是60%,這裡就會出現一個奇葩的事情,那就是衰變與不衰變一直處於疊加態當中。著名的物理學家伽莫夫曾經說過:

原子核的衰變過程可以用量子力學來描述。

說到就是這個道理。除了這個會可能會衰變的原子核,還會有一個蓋革米勒計數器

薛定諤的貓

20世紀初,物理學上空有兩朵烏雲,一朵是“以太”,另一朵是“黑體輻射”。前者引出了相對論,後者則催生了量子力學。而在量子力學這支,幾乎是經歷了三代科學家的共同努力才得以建立。第一代是普朗克、愛因斯坦;第二代是波爾、波恩、索末菲。第三代則是海森堡、薛定諤、狄拉克。

他們可以一同被認為是量子力學的奠基人。不過在量子力學的發展中,出現了一個有趣的現象,那就是曾經的奠基人站到了量子力學的對立面,這其中最有名的就是愛因斯坦和薛定諤。

薛定諤是波動力學的創始人,但是波恩對於薛定諤的波動方程的機率解釋特別不滿意,更不滿意的是以尼爾斯·波爾為首的哥本哈根學派對量子力學的解釋。哥本哈根學派認為:

世界是不確定的。

具體來說,我們舉個栗子,微觀世界中,一個粒子在某一個時間的具體位置是完全不能確定的,根據測不準原理,在觀測這個粒子的位置之前,粒子可以同時在任何位置,說白了就是具體在哪裡是一個概率分佈。

為了駁斥根本哈根學派的觀點,尤其是是“不確定性”的詮釋。

薛定諤就設計了一個思想實驗,所謂的思想實驗就是隻能靠腦袋想想,實際上沒辦法做的那種。從牛頓開始就有,比如:牛頓大炮。愛因斯坦也是極其喜歡思想實驗,他還提出過許多思想實驗來反駁量子力學,甚至還說出過著名的那一句話:

薛定諤的這個思想實驗也是物理學歷史上最有名的思想實驗之一。在這個實驗裡,有一隻貓被關在一個盒子裡,這是一個理想的盒子,貓可以好好在裡面生活。

在這個盒子裡還有一個裝置,這個裝置放了一個隨時可能會衰變的原子核。原子核衰變與否其實可以用波函數來描述具體的概率。比如:某一個時刻,衰變的概率是50%,不衰變的是50%,到下一個時刻,可能就是衰變概率是40%,不衰變概率是60%,這裡就會出現一個奇葩的事情,那就是衰變與不衰變一直處於疊加態當中。著名的物理學家伽莫夫曾經說過:

原子核的衰變過程可以用量子力學來描述。

說到就是這個道理。除了這個會可能會衰變的原子核,還會有一個蓋革米勒計數器

它可以捕捉到衰變後的產物,一旦接觸到產物,蓋革米勒計數器就會發出響聲,並且引發連接著毒氣瓶爆發,一旦發生爆炸,毒氣就會殺死這隻貓。

薛定諤的貓

20世紀初,物理學上空有兩朵烏雲,一朵是“以太”,另一朵是“黑體輻射”。前者引出了相對論,後者則催生了量子力學。而在量子力學這支,幾乎是經歷了三代科學家的共同努力才得以建立。第一代是普朗克、愛因斯坦;第二代是波爾、波恩、索末菲。第三代則是海森堡、薛定諤、狄拉克。

他們可以一同被認為是量子力學的奠基人。不過在量子力學的發展中,出現了一個有趣的現象,那就是曾經的奠基人站到了量子力學的對立面,這其中最有名的就是愛因斯坦和薛定諤。

薛定諤是波動力學的創始人,但是波恩對於薛定諤的波動方程的機率解釋特別不滿意,更不滿意的是以尼爾斯·波爾為首的哥本哈根學派對量子力學的解釋。哥本哈根學派認為:

世界是不確定的。

具體來說,我們舉個栗子,微觀世界中,一個粒子在某一個時間的具體位置是完全不能確定的,根據測不準原理,在觀測這個粒子的位置之前,粒子可以同時在任何位置,說白了就是具體在哪裡是一個概率分佈。

為了駁斥根本哈根學派的觀點,尤其是是“不確定性”的詮釋。

薛定諤就設計了一個思想實驗,所謂的思想實驗就是隻能靠腦袋想想,實際上沒辦法做的那種。從牛頓開始就有,比如:牛頓大炮。愛因斯坦也是極其喜歡思想實驗,他還提出過許多思想實驗來反駁量子力學,甚至還說出過著名的那一句話:

薛定諤的這個思想實驗也是物理學歷史上最有名的思想實驗之一。在這個實驗裡,有一隻貓被關在一個盒子裡,這是一個理想的盒子,貓可以好好在裡面生活。

在這個盒子裡還有一個裝置,這個裝置放了一個隨時可能會衰變的原子核。原子核衰變與否其實可以用波函數來描述具體的概率。比如:某一個時刻,衰變的概率是50%,不衰變的是50%,到下一個時刻,可能就是衰變概率是40%,不衰變概率是60%,這裡就會出現一個奇葩的事情,那就是衰變與不衰變一直處於疊加態當中。著名的物理學家伽莫夫曾經說過:

原子核的衰變過程可以用量子力學來描述。

說到就是這個道理。除了這個會可能會衰變的原子核,還會有一個蓋革米勒計數器

它可以捕捉到衰變後的產物,一旦接觸到產物,蓋革米勒計數器就會發出響聲,並且引發連接著毒氣瓶爆發,一旦發生爆炸,毒氣就會殺死這隻貓。

反駁“不確定性”的詮釋

所以,通過這個的方式,薛定諤就自認為把原子的衰變和不衰變的波函數和貓的死活構建起了聯繫。也就是說,他把一個微觀世界的問題,轉移到了宏觀世界。這隻貓就應該處於一種可能死或者可能活的疊加態。

所以,問題也就出現了,這種貓到底是死是活?

薛定諤的這個思想實驗是想最終引導謬誤上,意思是說,

咋可能存在一種可能死或者可能活的貓?貓要麼就是死,要麼就是活。所以,這就矛盾了,所以量子力學的不確定性的詮釋也就是錯的。

所以,他認為自己的這個思想實驗非常有力地反駁了哥本哈根學派的觀點。

這個思想實驗被提出來之後就引發了爭論。但一直沒有人真的去這樣的實驗。後來,有個物理學家維格納,他又設計了一個以“人為道具”的實驗,也被叫做:維格納的朋友。說白了,就是把貓換成了人。

薛定諤的貓

20世紀初,物理學上空有兩朵烏雲,一朵是“以太”,另一朵是“黑體輻射”。前者引出了相對論,後者則催生了量子力學。而在量子力學這支,幾乎是經歷了三代科學家的共同努力才得以建立。第一代是普朗克、愛因斯坦;第二代是波爾、波恩、索末菲。第三代則是海森堡、薛定諤、狄拉克。

他們可以一同被認為是量子力學的奠基人。不過在量子力學的發展中,出現了一個有趣的現象,那就是曾經的奠基人站到了量子力學的對立面,這其中最有名的就是愛因斯坦和薛定諤。

薛定諤是波動力學的創始人,但是波恩對於薛定諤的波動方程的機率解釋特別不滿意,更不滿意的是以尼爾斯·波爾為首的哥本哈根學派對量子力學的解釋。哥本哈根學派認為:

世界是不確定的。

具體來說,我們舉個栗子,微觀世界中,一個粒子在某一個時間的具體位置是完全不能確定的,根據測不準原理,在觀測這個粒子的位置之前,粒子可以同時在任何位置,說白了就是具體在哪裡是一個概率分佈。

為了駁斥根本哈根學派的觀點,尤其是是“不確定性”的詮釋。

薛定諤就設計了一個思想實驗,所謂的思想實驗就是隻能靠腦袋想想,實際上沒辦法做的那種。從牛頓開始就有,比如:牛頓大炮。愛因斯坦也是極其喜歡思想實驗,他還提出過許多思想實驗來反駁量子力學,甚至還說出過著名的那一句話:

薛定諤的這個思想實驗也是物理學歷史上最有名的思想實驗之一。在這個實驗裡,有一隻貓被關在一個盒子裡,這是一個理想的盒子,貓可以好好在裡面生活。

在這個盒子裡還有一個裝置,這個裝置放了一個隨時可能會衰變的原子核。原子核衰變與否其實可以用波函數來描述具體的概率。比如:某一個時刻,衰變的概率是50%,不衰變的是50%,到下一個時刻,可能就是衰變概率是40%,不衰變概率是60%,這裡就會出現一個奇葩的事情,那就是衰變與不衰變一直處於疊加態當中。著名的物理學家伽莫夫曾經說過:

原子核的衰變過程可以用量子力學來描述。

說到就是這個道理。除了這個會可能會衰變的原子核,還會有一個蓋革米勒計數器

它可以捕捉到衰變後的產物,一旦接觸到產物,蓋革米勒計數器就會發出響聲,並且引發連接著毒氣瓶爆發,一旦發生爆炸,毒氣就會殺死這隻貓。

反駁“不確定性”的詮釋

所以,通過這個的方式,薛定諤就自認為把原子的衰變和不衰變的波函數和貓的死活構建起了聯繫。也就是說,他把一個微觀世界的問題,轉移到了宏觀世界。這隻貓就應該處於一種可能死或者可能活的疊加態。

所以,問題也就出現了,這種貓到底是死是活?

薛定諤的這個思想實驗是想最終引導謬誤上,意思是說,

咋可能存在一種可能死或者可能活的貓?貓要麼就是死,要麼就是活。所以,這就矛盾了,所以量子力學的不確定性的詮釋也就是錯的。

所以,他認為自己的這個思想實驗非常有力地反駁了哥本哈根學派的觀點。

這個思想實驗被提出來之後就引發了爭論。但一直沒有人真的去這樣的實驗。後來,有個物理學家維格納,他又設計了一個以“人為道具”的實驗,也被叫做:維格納的朋友。說白了,就是把貓換成了人。

那麼因為這個人是有意識的,因此,他可以自己觀測它自己是死是活。不過呢,我們也知道,任何人都不可能感覺到可能活可能死的狀態。(你也可以是說既是死的又是活的)不過,這個實驗同樣沒人會去做。

那“薛定諤的貓”和“維格納的朋友”到底算不算反駁了哥本哈根的解釋呢?

薛定諤的貓的“缺陷”

實際上,這個有個致命的問題,那就是貓和人根本不處於疊加態當中。畢竟,貓和人周圍都有空氣,他們和周圍的環境是有接觸的,所以貓和人的狀態就應該是確定的,除非我們有辦法完全把貓和人完全和周圍的環境隔離開來,但是如果是這樣的話,這貓和人也肯定就是死了。所以,“薛定諤的貓”和“維格納的朋友”這種試圖把微觀世界的不確定轉移到宏觀上的思路其實是行不通的。

最後,我們來總結一下,薛定諤的貓實際上是一個思想實驗,試圖通過微觀世界的“不確定性”放大到宏觀世界,並試圖引發宏觀的“確定性”和微觀“不確性”之間的矛盾。而我們現在也知道,經過科學家們堅持不懈的努力,目前的實驗更加支持哥本哈根學派的“不確定性”的詮釋。

苍穹何以如此湛蓝
2019-08-20

大致是這個樣子的:把一隻貓放到一個密閉的箱子裡,同時箱子裡還有一個毒氣瓶,毒氣瓶的開關由一個放射性元素控制,如果元素髮生衰變了,就會釋放毒氣,把貓毒死!如果沒有衰變,就不會釋放毒氣,貓就不會死!

假如有人問你,此時貓是死是活,你肯定會說,一半的可能它是活的,一半可能它是死的。但量子力學告訴我們,貓是處於生死疊加的狀態,不是死的,也不是活的,它是死是活完全取決於你打開箱子看的那一刻。換句話說,貓的死活完全由你來決定,因為,在你打開箱子確定貓死活的時候,它就變成一個既定的事實了。

這就解釋了量子學裡面粒子的狀態完全由觀察者觀察到的狀態決定,不存在像貓一樣要麼死要麼活。這個簡單的實驗,大大促進了量子學的研究,甚至可以說,是量子學研究的基石。沒有薛定諤的貓,研究量子學將會無從下手。

淡漠乾坤
2019-08-19

從牛頓開始,通過觀察光的實驗,認為光的本性是粒子。而其他的科學家👨‍🔬也進行了許多實驗,證明光具有波動性,認為光的本性是波。

自此,圍繞著光的本性,科學家👩‍🔬們開展了很長時間的波粒之爭。類似唯心與唯物的爭論,光的波粒之爭不僅沒有得出最終的結果;隨著人類的認識擴展至微觀領域,竟發現所有的微觀粒子都具有波動性。而且,這些微觀粒子的粒子性又是不容忽視的。你總不能說電子或質子也是波吧?

於是,對於波動性的解釋,包括光在內,都無法簡單地歸結為它們的本性是波。

實際上,在現實的生活中,我們對波並不陌生。比如海浪🌊和颳風,它們的本質都是分子層次上的不平衡所產生出來的群體運動效應。

然而,微觀粒子是相對獨立的個體,其為什麼也會具有波動性呢?對此,有兩種解釋。

第一種解釋是將粒子的波動性歸結為其外部環境的影響,即存在著不連續的物理背景——量子空間。

類似花粉在水中的無規運動,當微觀粒子的半徑遠小於空間不連續的尺度即小於空間量子之間的距離時,微觀粒子就會受到空間量子的不對稱碰撞💥,從而具有了無規運動。

第二種解釋是將粒子的波動性歸結為粒子的內在屬性,波只是粒子存在狀態的概率集合,即概率波。

於是,根據第二種解釋,自然界的存在狀態並非實體,而僅只是各種可能的集合,即世界是概率的。只有當我們觀察時,即與各種概率的可能相互作用時,這些可能才會瞬間塌陷為現實的實體,即將其中的某一種可能轉變為現實的存在。

由於初次涉及微觀領域的認識,量子力學還不很成熟,其只是唯象地建立和描述了相關現象的外在聯繫。因此,沒有引入外在物理空間的第二種解釋,成為了關於粒子波動性的正統觀點。

波動量子力學的創始人薛定諤對第二種解釋並不認同,他認為物質是以現實的實體形式存在的,與我們是否觀察無關。

為了反駁以概率的狀態存在的解釋,薛定諤設計了一個思想實驗。他假定,在一個密閉的房間裡,有一隻貓🐱,旁邊放著一瓶毒藥,該瓶子與放射性原子相連。這就是著名的薛定諤貓。

該原子衰變的概率是百分之五十。如果原子衰變了,其釋放出的電子會擊碎瓶子,貓就會被毒死;反之,如果原子沒有衰變,貓便會安然無恙。

問題是,在我們沒有打開門🚪之前,屋內的貓是何種狀態呢?

薛定諤認為,在我們打開門之前,貓的生死就已經決定了。而正統的量子力學解釋則認為,在開門之前,貓處於非死非活的概率狀態,即百分之五十是死與百分之五十是活的兩種概率的疊加態。

推而廣之,量子力學的正統解釋由此得出了量子糾纏的概念,認為自然界是非定域性的,存在著超距現象。

比如,一雙手套🧤被分別裝入兩個黑盒子中。量子力學的正統解釋認為,每個盒子中存在的並不是現實的手套,而是左右手套各佔百分之五十概率的疊加態。

即便是我們把兩個盒子分開很遠的距離,當我們打開其中一個盒子的瞬間,不僅我們看到的手套立刻由概率轉變為現實,另一隻遠在天邊的手套也會瞬間完成由概率到現實的轉變。

總之,原本薛定諤提出貓的思想實驗,是為了否定物體存在的狀態是概率的觀點。然而,由於思維的慣性,薛定諤的貓非但沒有駁倒概率的解釋,卻反而被極致地推論出量子糾纏的概念,得出了非定域的結論,從而使人類的認識陷入了更深的困境。

Soulmate情报
2019-08-20

薛定諤的貓是著名的思想實驗,關在盒子裡的貓,你不知是生還是死,所以既生又死。

通俗一點,就像是我們拆快遞,裡面的東西可能是好的,也可能是壞的,好和壞同時存在,只有我們拆開快遞的那一瞬間才知道結果。

薛定諤的貓是著名的思想實驗,關在盒子裡的貓,你不知是生還是死,所以既生又死。

通俗一點,就像是我們拆快遞,裡面的東西可能是好的,也可能是壞的,好和壞同時存在,只有我們拆開快遞的那一瞬間才知道結果。



也就是說——一切不確定結果的事情都可以比喻成為薛定諤的貓。

宇宙探索
2019-08-19

最近有很多人問這個問題,記得某位央視著名主持人(這裡就不點名了)也會有這樣的質疑:薛定諤的貓到底是什麼?薛定諤養的貓嗎?

當然不是,如果確實薛定諤養的貓,也不會與科學聯繫在一起了!

那麼薛定諤的貓到底講的什麼呢?

簡單說就是一個思想實驗,相信很多人都有過思想實驗的經歷,薛定諤做這個思想實驗的目的就是反駁量子力學哥本哈根學派(以玻爾為首)關於不確定性的定義!(具體什麼是不確定性,可以點擊我頭像,查看關於量子力學的專欄)

這個實驗是這樣的!把一隻貓放到一個密閉的箱子裡,同時箱子裡還有一個毒氣瓶,毒氣瓶的開關由一個放射性元素控制,如果元素髮生衰變了,就會釋放毒氣,把貓毒死!如果沒有衰變,就不會釋放毒氣,貓就不會死!

根據量子力學,衰變的機率是50%,也就是有50%的機率衰變或者不衰變,言外之意就是處於衰變和不衰變的疊加態,想知道有沒有衰變,以後通過觀察(不一定用眼睛直接觀察)

那麼,貓的狀態也就處於活和死的疊加態,注意,不是活或者死,而是既死又活!有人肯定會說,打開箱子看一下不就知道了!只要你一觀測,貓就從既死又活的疊加態坍縮為要麼死要麼活的確定態(本徵態)!

量子世界的這種疊加態和不確定性確實是真實存在,我們只能用波函數去描述量子世界的一切!那裡的一切在我們的宏觀世界顯得太詭異,但不可否認的是,量子力學已經成為現代物理學大廈的基石之一!想了解量子力學的前世今生,請點擊我頭像查看專欄!

科学黑洞
2019-08-16

薛定諤的貓是物理學的四大神獸之一,並非是指某種動物,而是一種思維實驗。接下來講一下這個實驗的背景故事。

薛定諤的貓是物理學的四大神獸之一,並非是指某種動物,而是一種思維實驗。接下來講一下這個實驗的背景故事。

二十世紀物理學的兩大支柱相對論和量子力學,大家對相對論比較瞭解,或者是即使不懂什麼意思但是會經常聽說。而對於量子力學就知之甚少了,但是大家一定都聽說個薛定諤的貓這隻神獸,並把它當作是量子力學的代名詞。但實際上卻並非如此,薛定諤的貓只是在諷刺量子力學中的量子不確定性。

1935年奧地利物理學家薛定諤提出了薛定諤的貓的思維實驗,實驗過程如下:一個封閉的盒子中裝著一隻貓,從外面看不到盒子內部的情況。盒子中設置一個實驗裝置,放有少量的放射性物質,這種物質衰變釋放出毒素的概率是百分之五十。這意味著在一段時間內這隻貓有百分之五十的機率被毒死,百分之五十的機會安全存活。

薛定諤的貓是物理學的四大神獸之一,並非是指某種動物,而是一種思維實驗。接下來講一下這個實驗的背景故事。

二十世紀物理學的兩大支柱相對論和量子力學,大家對相對論比較瞭解,或者是即使不懂什麼意思但是會經常聽說。而對於量子力學就知之甚少了,但是大家一定都聽說個薛定諤的貓這隻神獸,並把它當作是量子力學的代名詞。但實際上卻並非如此,薛定諤的貓只是在諷刺量子力學中的量子不確定性。

1935年奧地利物理學家薛定諤提出了薛定諤的貓的思維實驗,實驗過程如下:一個封閉的盒子中裝著一隻貓,從外面看不到盒子內部的情況。盒子中設置一個實驗裝置,放有少量的放射性物質,這種物質衰變釋放出毒素的概率是百分之五十。這意味著在一段時間內這隻貓有百分之五十的機率被毒死,百分之五十的機會安全存活。

但是我們在沒有打開盒子前並不知道貓的狀態,因此貓只能是既死又活的疊加態。薛定諤用這種宏觀動物的既死又活疊加態,來諷刺微觀量子的既A又B疊加態。愛因斯坦在三十六歲提出廣義相對論後,有一段時間一直在和量子力學的哥本哈根派吵架。尤其是以波爾為代表的一眾哥本哈根派科學家。因為他們對量子力學的詮釋觸碰了愛因斯坦的禁區,那就是定域性。

薛定諤的貓是物理學的四大神獸之一,並非是指某種動物,而是一種思維實驗。接下來講一下這個實驗的背景故事。

二十世紀物理學的兩大支柱相對論和量子力學,大家對相對論比較瞭解,或者是即使不懂什麼意思但是會經常聽說。而對於量子力學就知之甚少了,但是大家一定都聽說個薛定諤的貓這隻神獸,並把它當作是量子力學的代名詞。但實際上卻並非如此,薛定諤的貓只是在諷刺量子力學中的量子不確定性。

1935年奧地利物理學家薛定諤提出了薛定諤的貓的思維實驗,實驗過程如下:一個封閉的盒子中裝著一隻貓,從外面看不到盒子內部的情況。盒子中設置一個實驗裝置,放有少量的放射性物質,這種物質衰變釋放出毒素的概率是百分之五十。這意味著在一段時間內這隻貓有百分之五十的機率被毒死,百分之五十的機會安全存活。

但是我們在沒有打開盒子前並不知道貓的狀態,因此貓只能是既死又活的疊加態。薛定諤用這種宏觀動物的既死又活疊加態,來諷刺微觀量子的既A又B疊加態。愛因斯坦在三十六歲提出廣義相對論後,有一段時間一直在和量子力學的哥本哈根派吵架。尤其是以波爾為代表的一眾哥本哈根派科學家。因為他們對量子力學的詮釋觸碰了愛因斯坦的禁區,那就是定域性。
但是最終的結果我們都知道愛因斯坦當時反對的量子不確定性、量子糾纏等目前都被確認是正確存在的。當時提出的薛定諤的貓思維實驗原本是用來諷刺量子力學,現在反而是量子力學的代名詞。

红尘诗侠
2019-09-01

薛定諤的貓終於死定了/李文冠

如果我們明白了抽象可以具象,規律可以賦形,那麼我們就會知道,世界,只是一部投影機的影像,而所有的一切,都只是另一種形態,那就是全息的無,即信息集合,即智能。

智能,分為智和能。

智即,智慧,

能,即智慧的表達,即光,光是智慧的能量形式。

光具備波粒二象性,即表達了智慧的全息無的形態。無,即粒子態;波,即智慧的全息,一點即全部,全部即一點。

光在正常情況下是波粒狀態共存的,也就是智慧是有無不斷跳躍的,而人觀察波,波為什麼會從不確定跳躍固定為粒子態呢?

原因就是人的智能,是智慧的自我鏡像,人觀察光,就是智慧在鏡面的有相差(為什麼有相差另有文章解釋)同頻干涉,所以光變成一個點,而不再出現波干涉現象。

未完待續。

军机处留级大学士
2019-08-15


薛定諤的貓是一個著名的假設實驗,目的是指出哥本哈根解釋中的一個缺陷疊加因為它適用於量子論。


薛定諤的貓是一個著名的假設實驗,目的是指出哥本哈根解釋中的一個缺陷疊加因為它適用於量子論。



這是虛擬實驗的一個稍微簡化的版本:

一隻活貓和一把錘子、一小瓶氫氰酸和少量放射性物質一起被放入一個鋼瓶中。如果在測試期間,即使放射性物質中的一個原子衰變,繼電器機構也會觸發錘子,打破有毒氣體瓶,讓貓死。


薛定諤的貓是一個著名的假設實驗,目的是指出哥本哈根解釋中的一個缺陷疊加因為它適用於量子論。



這是虛擬實驗的一個稍微簡化的版本:

一隻活貓和一把錘子、一小瓶氫氰酸和少量放射性物質一起被放入一個鋼瓶中。如果在測試期間,即使放射性物質中的一個原子衰變,繼電器機構也會觸發錘子,打破有毒氣體瓶,讓貓死。



獲得諾貝爾獎的奧地利物理學家埃爾溫·薛定諤在1935年創建了這個精神實驗,指出量子理論家認為微觀層面上物質的性質和行為是真實的,而普通人用肉眼在宏觀層面上觀察到的也是真實的,但這兩者之間存在矛盾。


薛定諤的貓是一個著名的假設實驗,目的是指出哥本哈根解釋中的一個缺陷疊加因為它適用於量子論。



這是虛擬實驗的一個稍微簡化的版本:

一隻活貓和一把錘子、一小瓶氫氰酸和少量放射性物質一起被放入一個鋼瓶中。如果在測試期間,即使放射性物質中的一個原子衰變,繼電器機構也會觸發錘子,打破有毒氣體瓶,讓貓死。



獲得諾貝爾獎的奧地利物理學家埃爾溫·薛定諤在1935年創建了這個精神實驗,指出量子理論家認為微觀層面上物質的性質和行為是真實的,而普通人用肉眼在宏觀層面上觀察到的也是真實的,但這兩者之間存在矛盾。



當時占主導地位的量子物理學哥本哈根解釋提出,原子或光子以多種狀態存在,對應不同的可能結果可能性,叫做疊加,在觀察到它們之前,不要承諾確定的狀態。


薛定諤的貓是一個著名的假設實驗,目的是指出哥本哈根解釋中的一個缺陷疊加因為它適用於量子論。



這是虛擬實驗的一個稍微簡化的版本:

一隻活貓和一把錘子、一小瓶氫氰酸和少量放射性物質一起被放入一個鋼瓶中。如果在測試期間,即使放射性物質中的一個原子衰變,繼電器機構也會觸發錘子,打破有毒氣體瓶,讓貓死。



獲得諾貝爾獎的奧地利物理學家埃爾溫·薛定諤在1935年創建了這個精神實驗,指出量子理論家認為微觀層面上物質的性質和行為是真實的,而普通人用肉眼在宏觀層面上觀察到的也是真實的,但這兩者之間存在矛盾。



當時占主導地位的量子物理學哥本哈根解釋提出,原子或光子以多種狀態存在,對應不同的可能結果可能性,叫做疊加,在觀察到它們之前,不要承諾確定的狀態。



薛定諤的思想實驗旨在展示哥本哈根的解釋是什麼樣子的,如果用來解釋微觀世界中疊加現象的數學術語被普通人能夠想象和理解的宏觀術語所取代。在實驗中,觀察者無法知道該物質的原子是否已經衰變,因此,也不知道小瓶是否已經破裂,貓是否已經死亡。


薛定諤的貓是一個著名的假設實驗,目的是指出哥本哈根解釋中的一個缺陷疊加因為它適用於量子論。



這是虛擬實驗的一個稍微簡化的版本:

一隻活貓和一把錘子、一小瓶氫氰酸和少量放射性物質一起被放入一個鋼瓶中。如果在測試期間,即使放射性物質中的一個原子衰變,繼電器機構也會觸發錘子,打破有毒氣體瓶,讓貓死。



獲得諾貝爾獎的奧地利物理學家埃爾溫·薛定諤在1935年創建了這個精神實驗,指出量子理論家認為微觀層面上物質的性質和行為是真實的,而普通人用肉眼在宏觀層面上觀察到的也是真實的,但這兩者之間存在矛盾。



當時占主導地位的量子物理學哥本哈根解釋提出,原子或光子以多種狀態存在,對應不同的可能結果可能性,叫做疊加,在觀察到它們之前,不要承諾確定的狀態。



薛定諤的思想實驗旨在展示哥本哈根的解釋是什麼樣子的,如果用來解釋微觀世界中疊加現象的數學術語被普通人能夠想象和理解的宏觀術語所取代。在實驗中,觀察者無法知道該物質的原子是否已經衰變,因此,也不知道小瓶是否已經破裂,貓是否已經死亡。



根據哥本哈根的解釋,貓將會死而復生,直到有人看到盒子裡的東西。在量子力學中,貓在被觀察到之前既能活著也能死去的能力被稱為量子不確定性或者觀察者悖論。觀察者悖論背後的邏輯是觀察影響結果的被證明的能力。

薛定諤承認疊加是存在的。在他的一生中,科學家能夠通過研究證明它的存在干擾光波。然而,薛定諤想知道可能性的解決實際上是何時發生的。他的思維實驗旨在讓人們問自己,觀察作為觸發因素是否合乎邏輯。即使沒有觀察到,貓不是死了就是活了?


薛定諤的貓是一個著名的假設實驗,目的是指出哥本哈根解釋中的一個缺陷疊加因為它適用於量子論。



這是虛擬實驗的一個稍微簡化的版本:

一隻活貓和一把錘子、一小瓶氫氰酸和少量放射性物質一起被放入一個鋼瓶中。如果在測試期間,即使放射性物質中的一個原子衰變,繼電器機構也會觸發錘子,打破有毒氣體瓶,讓貓死。



獲得諾貝爾獎的奧地利物理學家埃爾溫·薛定諤在1935年創建了這個精神實驗,指出量子理論家認為微觀層面上物質的性質和行為是真實的,而普通人用肉眼在宏觀層面上觀察到的也是真實的,但這兩者之間存在矛盾。



當時占主導地位的量子物理學哥本哈根解釋提出,原子或光子以多種狀態存在,對應不同的可能結果可能性,叫做疊加,在觀察到它們之前,不要承諾確定的狀態。



薛定諤的思想實驗旨在展示哥本哈根的解釋是什麼樣子的,如果用來解釋微觀世界中疊加現象的數學術語被普通人能夠想象和理解的宏觀術語所取代。在實驗中,觀察者無法知道該物質的原子是否已經衰變,因此,也不知道小瓶是否已經破裂,貓是否已經死亡。



根據哥本哈根的解釋,貓將會死而復生,直到有人看到盒子裡的東西。在量子力學中,貓在被觀察到之前既能活著也能死去的能力被稱為量子不確定性或者觀察者悖論。觀察者悖論背後的邏輯是觀察影響結果的被證明的能力。

薛定諤承認疊加是存在的。在他的一生中,科學家能夠通過研究證明它的存在干擾光波。然而,薛定諤想知道可能性的解決實際上是何時發生的。他的思維實驗旨在讓人們問自己,觀察作為觸發因素是否合乎邏輯。即使沒有觀察到,貓不是死了就是活了?

多年來,薛定諤的貓類比一直被用來說明量子力學如何工作的新興理論。在許多世界解釋量子例如,貓活著也死了。在這種解釋中,觀察者和貓只存在於兩種現實中——一種是貓死了,另一種是貓活著。

科學家們從微觀層面瞭解到的物質本質及其與人類宏觀層面觀察到的物質之間的關係尚未得到充分探索。觀察者的角色仍然是量子物理研究中的一個重要問題量子計算和流行文化。謠傳薛定諤本人在晚年曾說過,他希望自己從未見過那隻貓。

科学矩阵
2019-08-17

薛定諤的貓很多人都知道,但很多人都把薛定諤的貓搞錯了一些細節。

1935年,薛定諤發表了一篇“純粹諷刺哥本哈根解釋”的論文——《量子力學的現狀》。這篇論文如今在網上還能搜得到。薛定諤的貓就被描述在該論文的第5節中,因此它的問世也是純粹地為了諷刺哥本哈根解釋。

在解釋薛定諤的貓之前,需要簡單提一下波粒二象性:

薛定諤的貓很多人都知道,但很多人都把薛定諤的貓搞錯了一些細節。

1935年,薛定諤發表了一篇“純粹諷刺哥本哈根解釋”的論文——《量子力學的現狀》。這篇論文如今在網上還能搜得到。薛定諤的貓就被描述在該論文的第5節中,因此它的問世也是純粹地為了諷刺哥本哈根解釋。

在解釋薛定諤的貓之前,需要簡單提一下波粒二象性:

當大量粒子(哪怕一粒一粒地單獨發射出去)從兩條狹小的夾縫中通過,如果不受到測量,它們會在終點的屏幕上以干涉條紋的形態分佈。而干涉條紋必須是兩道波相互干涉才會出現的圖形(上圖A),這說明粒子應該是一種波。

可如果粒子在途中受到了測量,無論測量行為在它通過雙峰之前還是之後,屏幕上都不再出現干涉條紋,這些粒子會以正常的兩根條紋狀分佈(上圖B)。這說明粒子就是粒子,就像一粒粒“小顆粒”,而不是波。

為什麼不測量時,粒子表現為波,測量之後,粒子就會表現為“顆粒”呢?

對於此現象,哥本哈根學派所給出的解釋是:粒子在受到測量之前是以“概率波”的形式存在的;受到測量之後就會坍縮為粒子。

敲下黑板:

“概率波”要劃個重點,它的意思是說,受到測量前的粒子不是類似機械波或電磁波那種具體的波,而僅僅是一種具有波的特徵的分佈概率,只能以空間和時間的函數來理解,用希臘字母Ψ來表示,故而被稱為“波函數”。

也就是說,按照哥本哈根解釋,粒子在被觀測之前只是一團概率,只有受到觀測之後它的狀態才會被確定下來。

對於這一解釋,愛因斯坦曾極力反對,在索爾維會議上與玻爾數次交鋒,提出了各種思想實驗,可惜屢戰屢敗,但這是題外話了,我們還是來說薛定諤。

薛定諤也同樣極力反對這一解釋,但與愛因斯坦不同的是,愛因斯坦提出的思想實驗很快就被玻爾給推翻了,而薛定諤提出的思想實驗有如噩夢一般,至今未能解決,這個思想實驗便是著名的薛定諤的貓了。

薛定諤的貓的正確打開方式是這樣的:

薛定諤的貓很多人都知道,但很多人都把薛定諤的貓搞錯了一些細節。

1935年,薛定諤發表了一篇“純粹諷刺哥本哈根解釋”的論文——《量子力學的現狀》。這篇論文如今在網上還能搜得到。薛定諤的貓就被描述在該論文的第5節中,因此它的問世也是純粹地為了諷刺哥本哈根解釋。

在解釋薛定諤的貓之前,需要簡單提一下波粒二象性:

當大量粒子(哪怕一粒一粒地單獨發射出去)從兩條狹小的夾縫中通過,如果不受到測量,它們會在終點的屏幕上以干涉條紋的形態分佈。而干涉條紋必須是兩道波相互干涉才會出現的圖形(上圖A),這說明粒子應該是一種波。

可如果粒子在途中受到了測量,無論測量行為在它通過雙峰之前還是之後,屏幕上都不再出現干涉條紋,這些粒子會以正常的兩根條紋狀分佈(上圖B)。這說明粒子就是粒子,就像一粒粒“小顆粒”,而不是波。

為什麼不測量時,粒子表現為波,測量之後,粒子就會表現為“顆粒”呢?

對於此現象,哥本哈根學派所給出的解釋是:粒子在受到測量之前是以“概率波”的形式存在的;受到測量之後就會坍縮為粒子。

敲下黑板:

“概率波”要劃個重點,它的意思是說,受到測量前的粒子不是類似機械波或電磁波那種具體的波,而僅僅是一種具有波的特徵的分佈概率,只能以空間和時間的函數來理解,用希臘字母Ψ來表示,故而被稱為“波函數”。

也就是說,按照哥本哈根解釋,粒子在被觀測之前只是一團概率,只有受到觀測之後它的狀態才會被確定下來。

對於這一解釋,愛因斯坦曾極力反對,在索爾維會議上與玻爾數次交鋒,提出了各種思想實驗,可惜屢戰屢敗,但這是題外話了,我們還是來說薛定諤。

薛定諤也同樣極力反對這一解釋,但與愛因斯坦不同的是,愛因斯坦提出的思想實驗很快就被玻爾給推翻了,而薛定諤提出的思想實驗有如噩夢一般,至今未能解決,這個思想實驗便是著名的薛定諤的貓了。

薛定諤的貓的正確打開方式是這樣的:

按照哥本哈根解釋,粒子在受到測量之前是一團概率,那麼一個放射性原子的衰變與否在受到測量前也是一團概率,在被測量之前,這個原子處於衰變/不衰變的概率疊加狀態。

現在我們把這個原子放進某個精密儀器中,它一旦衰變,放射出來的中子就會激發這臺儀器釋放出劇毒(在薛定諤的實驗中,劇毒來自於一個毒氣瓶)。

然後我們再把這臺儀器與一隻貓放進箱子裡,如果它釋放出毒氣,貓就被毒死。

OK,那麼問題來了:

只要我們不去測量儀器中的原子,它就始終處於衰變/不衰變的概率疊加狀態;中子就處於放射/不放射的疊加狀態;那麼毒氣也就處於釋放/不釋放的疊加狀態;貓也就應該處於生/死的疊加狀態。

這是無法辯駁的事實,只要哥本哈根解釋成立,這個連鎖反應就必定存在。

可顯而易見的是,在現實生活中,我們從未見過一隻貓會處於生死疊加的狀態,即使我們將這個實驗在現實中做出來,貓也絕不會處於生死疊加的狀態。

因此,薛定諤的貓這個思想實驗,實際上是提出了一個悖論,不僅把哥本哈根解釋狠狠地諷刺了一番,還讓玻爾(或任何擁護一位哥本哈根解釋的人)徹底啞口無言了,除了承認波函數坍縮的理論不夠完備,全然找不到任何途徑去推翻它。

薛定諤的貓很多人都知道,但很多人都把薛定諤的貓搞錯了一些細節。

1935年,薛定諤發表了一篇“純粹諷刺哥本哈根解釋”的論文——《量子力學的現狀》。這篇論文如今在網上還能搜得到。薛定諤的貓就被描述在該論文的第5節中,因此它的問世也是純粹地為了諷刺哥本哈根解釋。

在解釋薛定諤的貓之前,需要簡單提一下波粒二象性:

當大量粒子(哪怕一粒一粒地單獨發射出去)從兩條狹小的夾縫中通過,如果不受到測量,它們會在終點的屏幕上以干涉條紋的形態分佈。而干涉條紋必須是兩道波相互干涉才會出現的圖形(上圖A),這說明粒子應該是一種波。

可如果粒子在途中受到了測量,無論測量行為在它通過雙峰之前還是之後,屏幕上都不再出現干涉條紋,這些粒子會以正常的兩根條紋狀分佈(上圖B)。這說明粒子就是粒子,就像一粒粒“小顆粒”,而不是波。

為什麼不測量時,粒子表現為波,測量之後,粒子就會表現為“顆粒”呢?

對於此現象,哥本哈根學派所給出的解釋是:粒子在受到測量之前是以“概率波”的形式存在的;受到測量之後就會坍縮為粒子。

敲下黑板:

“概率波”要劃個重點,它的意思是說,受到測量前的粒子不是類似機械波或電磁波那種具體的波,而僅僅是一種具有波的特徵的分佈概率,只能以空間和時間的函數來理解,用希臘字母Ψ來表示,故而被稱為“波函數”。

也就是說,按照哥本哈根解釋,粒子在被觀測之前只是一團概率,只有受到觀測之後它的狀態才會被確定下來。

對於這一解釋,愛因斯坦曾極力反對,在索爾維會議上與玻爾數次交鋒,提出了各種思想實驗,可惜屢戰屢敗,但這是題外話了,我們還是來說薛定諤。

薛定諤也同樣極力反對這一解釋,但與愛因斯坦不同的是,愛因斯坦提出的思想實驗很快就被玻爾給推翻了,而薛定諤提出的思想實驗有如噩夢一般,至今未能解決,這個思想實驗便是著名的薛定諤的貓了。

薛定諤的貓的正確打開方式是這樣的:

按照哥本哈根解釋,粒子在受到測量之前是一團概率,那麼一個放射性原子的衰變與否在受到測量前也是一團概率,在被測量之前,這個原子處於衰變/不衰變的概率疊加狀態。

現在我們把這個原子放進某個精密儀器中,它一旦衰變,放射出來的中子就會激發這臺儀器釋放出劇毒(在薛定諤的實驗中,劇毒來自於一個毒氣瓶)。

然後我們再把這臺儀器與一隻貓放進箱子裡,如果它釋放出毒氣,貓就被毒死。

OK,那麼問題來了:

只要我們不去測量儀器中的原子,它就始終處於衰變/不衰變的概率疊加狀態;中子就處於放射/不放射的疊加狀態;那麼毒氣也就處於釋放/不釋放的疊加狀態;貓也就應該處於生/死的疊加狀態。

這是無法辯駁的事實,只要哥本哈根解釋成立,這個連鎖反應就必定存在。

可顯而易見的是,在現實生活中,我們從未見過一隻貓會處於生死疊加的狀態,即使我們將這個實驗在現實中做出來,貓也絕不會處於生死疊加的狀態。

因此,薛定諤的貓這個思想實驗,實際上是提出了一個悖論,不僅把哥本哈根解釋狠狠地諷刺了一番,還讓玻爾(或任何擁護一位哥本哈根解釋的人)徹底啞口無言了,除了承認波函數坍縮的理論不夠完備,全然找不到任何途徑去推翻它。

事實上,哥本哈根學派也的確因此而被迫承認了波函數坍縮的理論是不完備的,還需進一步研究和完善。不過,這並不妨礙哥本哈根解釋最終仍然成為了量子力學的主流理論。

自此以後,薛定諤的貓就成為了量子力學領域至今無解的曠世悖論。

我們如今經常提及的平行宇宙理論(MWi理論),也正是為了解決薛定諤的貓,才於1957年時被美國人休·埃弗萊特提出來的——當然,這又是另外一個話題了。

薛定諤的貓很多人都知道,但很多人都把薛定諤的貓搞錯了一些細節。

1935年,薛定諤發表了一篇“純粹諷刺哥本哈根解釋”的論文——《量子力學的現狀》。這篇論文如今在網上還能搜得到。薛定諤的貓就被描述在該論文的第5節中,因此它的問世也是純粹地為了諷刺哥本哈根解釋。

在解釋薛定諤的貓之前,需要簡單提一下波粒二象性:

當大量粒子(哪怕一粒一粒地單獨發射出去)從兩條狹小的夾縫中通過,如果不受到測量,它們會在終點的屏幕上以干涉條紋的形態分佈。而干涉條紋必須是兩道波相互干涉才會出現的圖形(上圖A),這說明粒子應該是一種波。

可如果粒子在途中受到了測量,無論測量行為在它通過雙峰之前還是之後,屏幕上都不再出現干涉條紋,這些粒子會以正常的兩根條紋狀分佈(上圖B)。這說明粒子就是粒子,就像一粒粒“小顆粒”,而不是波。

為什麼不測量時,粒子表現為波,測量之後,粒子就會表現為“顆粒”呢?

對於此現象,哥本哈根學派所給出的解釋是:粒子在受到測量之前是以“概率波”的形式存在的;受到測量之後就會坍縮為粒子。

敲下黑板:

“概率波”要劃個重點,它的意思是說,受到測量前的粒子不是類似機械波或電磁波那種具體的波,而僅僅是一種具有波的特徵的分佈概率,只能以空間和時間的函數來理解,用希臘字母Ψ來表示,故而被稱為“波函數”。

也就是說,按照哥本哈根解釋,粒子在被觀測之前只是一團概率,只有受到觀測之後它的狀態才會被確定下來。

對於這一解釋,愛因斯坦曾極力反對,在索爾維會議上與玻爾數次交鋒,提出了各種思想實驗,可惜屢戰屢敗,但這是題外話了,我們還是來說薛定諤。

薛定諤也同樣極力反對這一解釋,但與愛因斯坦不同的是,愛因斯坦提出的思想實驗很快就被玻爾給推翻了,而薛定諤提出的思想實驗有如噩夢一般,至今未能解決,這個思想實驗便是著名的薛定諤的貓了。

薛定諤的貓的正確打開方式是這樣的:

按照哥本哈根解釋,粒子在受到測量之前是一團概率,那麼一個放射性原子的衰變與否在受到測量前也是一團概率,在被測量之前,這個原子處於衰變/不衰變的概率疊加狀態。

現在我們把這個原子放進某個精密儀器中,它一旦衰變,放射出來的中子就會激發這臺儀器釋放出劇毒(在薛定諤的實驗中,劇毒來自於一個毒氣瓶)。

然後我們再把這臺儀器與一隻貓放進箱子裡,如果它釋放出毒氣,貓就被毒死。

OK,那麼問題來了:

只要我們不去測量儀器中的原子,它就始終處於衰變/不衰變的概率疊加狀態;中子就處於放射/不放射的疊加狀態;那麼毒氣也就處於釋放/不釋放的疊加狀態;貓也就應該處於生/死的疊加狀態。

這是無法辯駁的事實,只要哥本哈根解釋成立,這個連鎖反應就必定存在。

可顯而易見的是,在現實生活中,我們從未見過一隻貓會處於生死疊加的狀態,即使我們將這個實驗在現實中做出來,貓也絕不會處於生死疊加的狀態。

因此,薛定諤的貓這個思想實驗,實際上是提出了一個悖論,不僅把哥本哈根解釋狠狠地諷刺了一番,還讓玻爾(或任何擁護一位哥本哈根解釋的人)徹底啞口無言了,除了承認波函數坍縮的理論不夠完備,全然找不到任何途徑去推翻它。

事實上,哥本哈根學派也的確因此而被迫承認了波函數坍縮的理論是不完備的,還需進一步研究和完善。不過,這並不妨礙哥本哈根解釋最終仍然成為了量子力學的主流理論。

自此以後,薛定諤的貓就成為了量子力學領域至今無解的曠世悖論。

我們如今經常提及的平行宇宙理論(MWi理論),也正是為了解決薛定諤的貓,才於1957年時被美國人休·埃弗萊特提出來的——當然,這又是另外一個話題了。

大之
2019-08-16

薛定諤的貓是由薛定諤做出的一個關於量子力學的實驗,實驗中將鐳衰變的概率作為了決定貓死或者不死的概率性事件,由於實驗時的科學條件,不足以證明鐳衰變的準確時間,所以便把它作為實驗的唯一決定性因素,而薛定諤提出,由於鐳衰變的不確定性,貓是否死亡在我們打開盒子確認前都是不得而知的,即我們在得知貓是否死亡之前,貓都是處於一種死或者不死的生死疊加態,就是說它有可能死,也有可能不死,這是不確定的。但當我們打開盒子時,才能夠決定貓唯一的結果,也就是我們看到的貓已經死亡的狀態。

這顯然是將微觀世界的不確定原理變成了宏觀不確定原理,也就是成了意識決定物質,這顯然違背了物質世界的客觀規律,貓所謂不死不活的狀態又違背了邏輯思維。

實際上這個實驗本身存在很多問題,實驗的決定性因素是鐳衰變的概率,即鐳衰變了,貓死亡,鐳不衰變則貓活著,就是說實驗本身是假設鐳衰變就是完全無規律的,實際上根據物質世界發展的規律性而言,即使我們當時不能證明鐳衰變是否存在規律性,但其也是客觀存在的,即鐳衰變是必然現象,貓死亡也是必然現象。目前也只能通過微觀世界的不確定原理來解釋。

當然,在量子力學的證明實驗中,人類科學家已經做出了使6個玻離子在50微秒內同時順時針自旋和逆時針自旋,也就是薛定諤貓態(不死不活的狀態)(這很神奇,我沒有找到相關資料,因為在我的概念裡不知道同時朝相反兩個方向旋轉是什麼樣子,有人能告訴我怎麼去觀察平行時空嗎?🤣),這個證明實驗如果真實,也就說明同一人可以同時出現在兩個不同的時空的概念真實,就是說此刻在大西洋海岸打魚的人跟此刻爬上珠穆朗瑪峰的人都是同一個人。也就是平行時空的概念。

還有一種實驗是關於量子自殺理論的,簡單說法就是一個意識如果存在,那就永遠不可能死亡,也就是說總有一個時空(選擇)能讓他活下去,薛定諤的貓的實驗用鐳衰變的選擇來決定了貓是否死亡,那如果另一半的概率對等,也就是說貓在另一個時空中沒有死,依然活了下去,那麼在同一個原理下,當一個人從高樓上掉了下去,而此時樓下有救生墊通過是概率事件或者別的概率事件發生,導致的結果就是這個人活了下去,那是不是意味著這個人在某種概率的時空死了,而在某些概率的時空活了下來。

細思極恐,我們是否可能永遠不會死亡,因為總有一種概率能讓我們活下來。


薛定諤的貓是由薛定諤做出的一個關於量子力學的實驗,實驗中將鐳衰變的概率作為了決定貓死或者不死的概率性事件,由於實驗時的科學條件,不足以證明鐳衰變的準確時間,所以便把它作為實驗的唯一決定性因素,而薛定諤提出,由於鐳衰變的不確定性,貓是否死亡在我們打開盒子確認前都是不得而知的,即我們在得知貓是否死亡之前,貓都是處於一種死或者不死的生死疊加態,就是說它有可能死,也有可能不死,這是不確定的。但當我們打開盒子時,才能夠決定貓唯一的結果,也就是我們看到的貓已經死亡的狀態。

這顯然是將微觀世界的不確定原理變成了宏觀不確定原理,也就是成了意識決定物質,這顯然違背了物質世界的客觀規律,貓所謂不死不活的狀態又違背了邏輯思維。

實際上這個實驗本身存在很多問題,實驗的決定性因素是鐳衰變的概率,即鐳衰變了,貓死亡,鐳不衰變則貓活著,就是說實驗本身是假設鐳衰變就是完全無規律的,實際上根據物質世界發展的規律性而言,即使我們當時不能證明鐳衰變是否存在規律性,但其也是客觀存在的,即鐳衰變是必然現象,貓死亡也是必然現象。目前也只能通過微觀世界的不確定原理來解釋。

當然,在量子力學的證明實驗中,人類科學家已經做出了使6個玻離子在50微秒內同時順時針自旋和逆時針自旋,也就是薛定諤貓態(不死不活的狀態)(這很神奇,我沒有找到相關資料,因為在我的概念裡不知道同時朝相反兩個方向旋轉是什麼樣子,有人能告訴我怎麼去觀察平行時空嗎?🤣),這個證明實驗如果真實,也就說明同一人可以同時出現在兩個不同的時空的概念真實,就是說此刻在大西洋海岸打魚的人跟此刻爬上珠穆朗瑪峰的人都是同一個人。也就是平行時空的概念。

還有一種實驗是關於量子自殺理論的,簡單說法就是一個意識如果存在,那就永遠不可能死亡,也就是說總有一個時空(選擇)能讓他活下去,薛定諤的貓的實驗用鐳衰變的選擇來決定了貓是否死亡,那如果另一半的概率對等,也就是說貓在另一個時空中沒有死,依然活了下去,那麼在同一個原理下,當一個人從高樓上掉了下去,而此時樓下有救生墊通過是概率事件或者別的概率事件發生,導致的結果就是這個人活了下去,那是不是意味著這個人在某種概率的時空死了,而在某些概率的時空活了下來。

細思極恐,我們是否可能永遠不會死亡,因為總有一種概率能讓我們活下來。


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