誰能解釋一下薛定諤的貓?

誰能解釋一下薛定諤的貓?
10 個回答
姝子
2017-09-18

這實驗之所以這麼有名,是因為薛定諤把微觀與宏觀鏈接起來,把好奇與專業對接上,為普通老百姓的懵懂和高大上的科學銜接打開一道比較通俗易懂的渠道。

如果你百度過“薛定諤的貓”。瞭解了實驗過程,看完了悟空回答,還是一臉懵懂。那麼你是個實在的孩子,沒什麼不好。這隻貓只是應了那句話:“好奇害死貓”

誰能解釋一下薛定諤的貓?
因為世界在我們人類眼裡,本來只有常態觀察下,眼見為實的世界。

因為好奇心,想要了解更多的世界真相。於是發明了顯微鏡,發現世界更微觀的一面。發明望遠鏡,探索更宏觀的宇宙。

量子力學的發現,微觀層面測不準的不確定,動搖了經典物理定律,現代科學的基石。甚至被很多人引申解讀成了科學界的唯心主義。

薛定諤拎出一隻貓,具體形象地擺出了這樣一個事實。其實常態(我們熟悉的世界)也是不那麼確定的,之所以我們一直覺得確定,是因為思維關進了盒子。其實我們自己也是那隻貓。你以為你可以掌握命運,因為你比任何人清楚自己是否活著。其實你活著本身是個概率問題,明天和意外誰來得更早,誰都未知。

我們中國的思想特點:真真假假,是也不是。古代哲學論述很模糊,常被現代人理解成廢話。孰不知,古代先賢早看透了世界本質。世界是多元,多維,疊加態的,你能拽住和確定的只是你體驗到的那一刻。

誰能解釋一下薛定諤的貓?
觀察者,常被人們理解成客觀的。其實世界上不存在純粹的客觀。任何描述都是主觀體驗。

貓在觀察時才確定是生是死,觀察到了也不代表世界展現出確定的一面。

薛定諤本意是對世界觀確定論的諷刺,就象很多人會很確定地告訴你:這世界絕對沒有外星人!一切推論都是意淫!

“你這是錯的,這樣才是對的!”

會很堅定地說這類話的人是看不懂薛定諤的貓的。😜😄

包大人玩科学
2017-06-26

科學界一直流傳著兩大神獸:薛定諤的貓和巴甫洛夫的狗。作為最知名的喵星人,今天包大人就來科普一下什麼是薛定諤的貓。誰能解釋一下薛定諤的貓?

薛定諤的貓最開始被提出來,並不是用來解釋量子力學的,而是用來質疑量子力學的可笑的。最原始的版本是薛大帥哥不接受波爾,海森堡等人提出來的關於量子力學的哥本哈根解釋(即量子力學本質上是不確定的,是一種概率論),所以他提出了一個這樣的思想實驗:一隻貓被封在一個毒氣室裡,毒氣室裡的毒氣瓶上有一個錘子,錘子由一個電子開關控制,而電子開關由放射性原子控制,這個原子的半衰期是一個小時。如果原子核衰變,則放出阿爾法粒子,觸動電子開關,錘子落下,砸碎毒氣瓶,毒氣瓶釋放毒氣,貓就被毒死了。問題來了,在一個小時之內,這個貓到底是活的呢還是死的呢?

誰能解釋一下薛定諤的貓?

薛定諤的貓的關鍵之處在於原子的衰變是隨機事件,我們能知道的只是半衰期——衰變總數一半原子所需要的時間。如果一種放射性元素的半衰期是一個小時,那麼一個小時之後,該元素就少了一半,再隔一小時,就少了剩下的一半。我們卻無法知道,原子在什麼時候衰變,是十分鐘的時候,還是半個小時的時候,這個是完全的隨機事件。 誰能解釋一下薛定諤的貓?

可是根據我們在日常生活中的經驗,一隻貓生或者死,這是它確定的兩種狀態。可是在薛定諤構造的這個思想實驗裡,薛定諤之貓是處於一種既生又死的不確定狀態—因為只有我們打開毒氣室的大門才知道這隻貓確定的生死。

誰能解釋一下薛定諤的貓?

這個思想實驗聽上去其實還是有點不夠直接,其實我更喜歡我自己構造的薛定諤的貓2.0版本:包大人的貓。這個場景跟薛定諤的貓是一致的,唯一的差別在於我們把開門的把手和毒氣瓶上的錘子也連接起來--一旦轉動把手開門,錘子就會錘碎毒氣瓶,貓就會被毒死了。引入這個設定讓我們更清楚的瞭解一件事情:觀察不僅僅是得出貓是生是死的結論,觀察直接決定了貓的生死。


以上。

南方好学长
2017-06-27

誰能解釋一下薛定諤的貓?

薛定諤的貓是由奧地利物理學家薛定諤於1935年提出的有關貓既是死的又是活的著名思想實驗的名字,它描述了量子力學的真相:在量子系統中,一個原子或者光子可以同時以多種狀態的組合形式存在,而這些不同的狀態可能對應不同的甚至是矛盾的結果。整個實驗是這樣進行的:在一個盒子裡有一隻貓,以及少量放射性物質。在一小時內,大約有50%的概率放射性物質將會衰變並釋放出毒氣殺死這隻貓。剩下50%的概率是放射性物質不會衰變而貓將活下來。

薛定諤的貓實驗,是有前提條件的,就是符合量子力學的隨機觸發裝置。
先簡單介紹一下實驗流程吧。在一個封閉的盒子裡,有一隻貓,和一個裝滿毒氣的裝置。裝置有50%的概率開啟,如果開啟的話,裝置內的毒氣會殺死盒子裡的貓。

好,現在回到這個前提條件,就是裝置的隨機性。這50%的概率,不是簡簡單單的投一枚硬幣,50%機率正面,50%機率反面這麼簡單。假如你只是投一枚硬幣的話,那麼你的擲出力度、擲出角度、硬幣旋轉的線速度,空氣阻力,硬幣旋轉產生的空氣動力,甚至是硬幣表面的分子分部、地球的地轉偏向力,任何細微的數據全部集中在一起,經過龐大的計算的話,那麼在硬幣投擲出去的瞬間,得到的結果其實早已註定,根本沒有所謂50%的隨機性可言。

我們可以這樣理解:投擲硬幣的所有數據,都在“宇宙”的觀察中,所以“宇宙”知道“裝置”是否會噴射毒氣,換言之,盒子裡的貓是無法“量子化”的。

這個實驗的核心,既不是盒子,也不是貓,而是可以產生真正的“隨機”的裝置。其原理就是放射性元素的半衰期不可預測性。機關由一個放射性原子所控制,其裂變則觸發機關。這個裝置可以捕獲“宇宙”所無法觀察和計算到的隨機數,並根據隨機數的結果,有50%的概率將毒氣釋放。

在這個前提條件下,在盒子封閉起來時,貓就會處於活著和死去的疊加狀態。因為連“宇宙”都不知道盒子裡的貓,是活著還是死亡。

再這之後,我們人類,也是宇宙的一部分。在我們開啟盒子時,我們就充當了宇宙的“觀察者”的角色。在我們開啟盒子時,原本處於生死疊加狀態的貓,就會通過我們的眼睛,被“宇宙”所觀察。“觀察者”存在時,原本包裹著貓的“概率雲”就會坍塌。根據裝置給出的結果,假如裝置噴射了毒氣,那麼疊加狀態的貓的“活貓”部分,就會隨著“概率雲”塌縮,我們就只能觀察到死去的貓。反之,如果裝置沒有噴射毒氣,那麼“死貓”就會塌縮,我們會觀察到一隻活著的貓。

另外,貓為什麼不是宇宙的一部分呢。
首先,貓被封閉在盒子內,盒子中的隨機裝置將左右它的生死。
所以,貓本身會被“概率雲“包裹。也就是說,貓處於活著和死去相疊加。這個疊加無法互相觀察。疊加狀態的”活貓“部分,認為自己一直活著。而”死貓“部分就只知道毒氣噴射,隨後就成為了一具屍體。
一個“裝置噴射了毒氣”,和“一個裝置沒有噴射毒氣”兩種截然相反的情形,在盒子裡同時出現又互不干預,當盒子內的情形暴露在“宇宙”中,才會有其中一種與隨機裝置給出的結果不一致的情形塌縮消失。
( ´_ゝ`)這也是量子力學的魅力啊,微觀世界的現象,在宏觀世界投影到”貓“身上,就是這麼奇怪、糾結、和難以置信。


再簡單講講“觀察者"部分吧。
收到一些關於”貓為什麼不能觀察自己“的問題,發現似乎是我對於這個解釋所舉的例子不夠好。
那麼,我再來重新解釋一下吧。
回到盒子裡,仍然有一隻可憐的小貓,和一個隨機裝置。這次裝置連接的不再是毒氣瓶了,而是連接到一個裝滿水的噴頭。裝置內的放射性原子裂變則觸發機關,噴頭就會將水噴到貓的身上。
然後,我們封閉盒子,耐心等待。
此時盒子內,就會出現幹貓和溼貓疊加的情況。幹貓和溼貓無法互相觀察。

”幹貓“部分,它的經歷是,被愚蠢的人類關到一個盒子裡,過了一段時間後,盒子打開,它非常不耐煩的跳了出來。
”溼貓“部分,它的經歷是,被愚蠢的人類關到一個盒子裡,盒子封閉以後,噴頭噴出水,將自己弄溼了。盒子打開後,它非常憤怒的跳出來,想辦法甩幹身上的毛。

一個盒子裡只有一隻貓,盒子打開,在我們的觀察中,就會有其中一隻隨著”概率雲“塌縮。
所以,只會有一隻貓跳出來。
無論這隻貓是幹貓還是溼貓,在它們的經歷經歷中,都沒有遇到過另一個“自己”,而是同一只貓的兩種不同經歷同時出現在盒子裡,直到其中一種經歷隨著“宇宙”的觀察而消失。所以,貓,無法充當觀察者

學文科的同學們注意了。我們的目的,並不是讓人類或是任何生靈或是任何電子設備,去猜盒子裡的狀況。盒子想要矇蔽的,是“宇宙“。人類,任何生靈,任何電子設備,只是宇宙的”觀察者“實驗有趣的地方在於盒子內的概率雲被觀察前的狀態。而不是想辦法在”宇宙“知道答案之前掀開盒子看一看。人,任何生靈,任何電子設備,都是宇宙的一部分,它們觀察到了,宇宙也就觀察到了,盒子內就不再有”概率“,只躺著”結果“了。參考:知乎

吃c瓜的叶泽
2017-06-27

“薛定諤貓”

又稱:薛定諤的貓 Schrödinger's Cat

  對於斯蒂芬·霍金來說,作為牛頓在劍橋盧卡遜教席的繼承人、愛因斯坦之後的物理學界盟主,如果物理學上還有什麼事件讓他煩惱的話,那一定是薛定諤的貓。“——誰敢跟我提起薛定諤那隻該死的貓,我就去拿槍!”

(這裡我想多說一句,其實愛因斯坦當時是真正與哥本哈根學派對立不和的,1927著名的索爾維會議大辯論即是如此發生,薛定諤和愛因斯坦可算同黨。斯蒂芬霍金不太可能對薛定諤持如此憎惡的態度)

  薛定諤貓是關於量子理論的一個思想實驗。

實驗內容:

  這隻貓十分可憐,它被封在一個密室裡,密室裡有食物有毒藥。毒藥瓶上有一個錘子,錘子由一個電子開關控制,電子開關由放射性原子控制。如果原子核衰變,則放出α粒子,觸動電子開關,錘子落下,砸碎毒藥瓶,釋放出裡面的氰化物氣體,貓必死無疑。這個殘忍的裝置由薛定諤所設計,所以此貓便叫做薛定諤的貓。

薛定諤在1935年發表了一篇論文薛定諤的倒黴貓,題為《量子力學的現狀》,在論文的第5節,薛定諤描述了那個常被視為惡夢的貓實驗:哥本哈根派說,沒有測量之前,一個粒子的狀態模糊不清,處於各種可能性的混合疊加。比如一個放射性原子,它何時衰變是完全概率性的。只要沒有觀察,它便處於衰變/不衰變的疊加狀態中,只有確實地測量了,它才會隨機的選擇一種狀態而出現。

原子核的衰變是隨機事件,物理學家所能精確知道的只是半衰期——衰變一半所需要的時間。如果一種放射性元素的半衰期是一天,則過一天,該元素就少了一半,再過一天,就少了剩下的一半。但是,物理學家卻無法知道,它在什麼時候衰變,上午,還是下午。當然,物理學家知道它在上午或下午衰變的機率——也就是此貓在上午或者下午死亡的機率。

  如果我們不揭開密室的蓋子,根據我們在日常生活中的經驗,可以認定,此貓或者死,或者活。這是她的兩種本徵態。但是,如果我們用薛定諤方程來描述薛定諤貓,則只能說,她處於一種活與不活的疊加態。我們只有在揭開蓋子的一瞬間,才能確切地知道此貓是死是活。此時,貓的波函數由疊加態立即收縮到某一個本徵態。

  量子理論認為:如果沒有揭開蓋子,進行觀察,我們永遠也不知道此貓是死是活,她將永遠到處於半死不活的疊加態。這與我們的日常經驗嚴重相違,要麼死,要麼活,怎麼可能不死不活,半死半活?

  薛定諤挖苦說:按照量子力學的解釋,箱中之貓處於“死-活疊加態”——既死了又活著!要等到打開箱子看貓一眼才決定其生死。(請注意!不是發現而是決定,僅僅看一眼就足以致命!)正像哈姆雷特王子所說:“是死,還是活,這可真是一個問題。”只有當你打開盒子的時候,迭加態突然結束(在數學術語就是“坍縮(collapse)”),哈姆雷特王子的猶豫才終於結束。

(薛定諤正是想用如此違背經典世界物理學和因果律法則的結果來否定哥本哈根學派提出的量子疊加態。)

好了,如果看完上面部分你仍然有疑問,那麼我對幾個基本的概念稍做解釋:

1、經典世界,即我們所認識的看得見,摸得著的宏觀世界。到目前為止,經典世界的物理法則仍然被古老的牛頓力學所統治。

2、量子態/量子波函數:基本粒子具有波粒二像性和測不準性質,這是從經典力學的角度去看的,因為經典力學的理論體系裡面只有純波或純粒。量子世界並不準確的將粒子定義為波或者粒,而是建立一個描述該粒子狀態的函數,這個函數包含的所有解即是該粒子可能被觀測到的所有狀態。(也作:“本徵解”)

3、波函數坍縮:量子力學認為,波函數在人類對其進行測量的時候將產生不可逆的坍縮,這時候該粒子無法保持純函數態的存在而必須坍縮到一個該函數的本徵解上,該位置即是我們所觀察到的粒子狀態。這也正是量子力學對“測不準原理”的解釋。

4、波函數疊加:未觀測前,波函數的所有解處於疊加狀態,粒子可以在任意解上以該函數的機率表現出現,也就是說,它既在這裡,又在那裡,也可以說它哪裡都不在,它只存在於一個函數方程裡;只有該函數坍縮後才會出現在具體的位置上。

超级数学建模
2017-08-17

就在1925年底到1926年初,薛定諤在愛因斯坦關於單原子理想氣體的量子理論德布羅意的物質波假說的啟發下,從經典力學和幾何光學間的類比,提出了對應於波動光學的波動力學方程(薛定諤方程),奠定了波動力學的基礎。

薛定諤不僅建立起波動力學的完整框架,系統地回答了當時已知的實驗現象,而且證明了波動力學與海森伯矩陣力學在數學上是等價的,震驚了整個物理學界。並由此與狄拉克(Paul Adrien Maurice Dirac,1902-1984)同獲1933年諾貝爾物理學獎。

誰能解釋一下薛定諤的貓?

薛定諤方程

1927年,薛定諤接替馬克斯·普朗克(Max Planck,德國著名的物理學家和量子力學的重要創始人),擔任柏林大學物理系主任,併成為普魯士科學院院士

薛定諤不認同當時以波爾為首的哥本哈根學派對量子理論中的二元解釋以及統計解釋,1935年,他提出了一個實驗——薛定諤的貓,試圖證明量子力學在宏觀條件下的不完備性。

誰能解釋一下薛定諤的貓?

薛定諤的貓

"薛定諤的貓"是被作為質疑量子力學的極端例子提出來的,但圍繞著它的一系列量子力學基本問題的研究,都具有深刻意義。

一方面,它為我們提供了從量子力學過渡到經典力學的範例,使人們充分領略到退相干過程的基本物理含義,並尋求比量子力學更基本的底層理論;

另一方面,由於人們能夠在特殊的條件下,製備出各種各樣薛定諤貓態,使得量子力學適用的領域,從微觀直接延伸到宏觀,其進一步應用有可能發現新的、更宜於實際實現的量子信息載體。

薛定諤的貓衍生出更深刻的問題——關於原子、分子所構成的生物與微觀粒子遵從的量子力學規律之間的關係,於是的作為物理學家的薛定諤“不安分”地從物理學闖入生物學

1944年 ,薛定諤寫了《生命是什麼》一書,試圖用熱力學、量子力學和化學理論來解釋生命的本性

誰能解釋一下薛定諤的貓?

這本書使許多青年物理學家開始注意生命科學中提出的問題,引導人們用物理學、化學方法去研究生命的本性,使薛定諤成為蓬勃發展的分子生物學的先驅

此外,薛定諤對哲學有濃厚的興趣,也寫過不少書,被當代著名物理學家西蒙尼認為“是20世紀的物理學家中最為引人注目的哲學家”

曾先後寫作了《科學與人文主義》、《大自然與希臘人》、《科學理論與人》、《心與物》、《我的世界觀》和死後出版的《自然規律是什麼》等哲學論著和文集。

薛定諤的研究初衷其實是恢復微觀現象的經典解釋,結果不小心為革命性的量子力學作出了基礎性的貢獻

而薛定諤本人也坦承他的科學工作,很多都不是他個人獨創的。但他總能敏銳地從前人的理論中發現創新的觀點,經過自己的思考和突破,從而構成第一流的理論:

波動力學來自德布洛意

《生命是什麼》來自玻爾和德爾布呂克

“薛定諤的貓”來自愛因斯坦

受當時政局動盪和納粹迫害的影響,薛定諤一生輾轉過多個地方。最終於1956年,薛定諤返回維也納大學物理研究所。

1961年1月4日,薛定諤在奧地利的阿爾卑巴赫山村病逝,他的墓碑上刻著薛定諤方程。

誰能解釋一下薛定諤的貓?

如今,量子力學成為理論物理學和高科技的基礎,但如何解釋和理解量子力學的成果,至今依然是學術界的熱門話題。

愛因斯坦認為“薛定諤的貓”最好地揭示了量子力學的通用解釋的悖謬性

“薛定諤的貓”是個有關貓既是死的又是活的著名思想實驗,它描述了量子力學的真相:在量子系統中,一個原子或者光子可以同時以多種狀態的組合形式存在,而這些不同的狀態可能對應不同的甚至是矛盾的結果。

實驗是這樣的:在一個封閉的盒子裡裝有一隻貓和一個與放射性物質相連的釋放裝置。在一段時間之後,放射性物質有可能發生原子衰變,通過繼電器觸發釋放裝置,放出毒氣,也有可能不發生衰變。因此依據常識,這隻貓可能是死的,也可能是活的。你要打開盒子才知道。

而依據量子力學中通用的解釋,波包塌縮依賴於觀察,在觀察之前,這隻貓應處於不死不活的迭加態,這顯然有悖於人們的常識,從而凸顯出這種解釋的困境。

誰能解釋一下薛定諤的貓?

如果覺得有點懵,超模君給大家找到一個通俗的比喻:

誰能解釋一下薛定諤的貓?

在《生活大爆炸》中,謝耳朵也用薛定諤貓的原理向Penny解釋了她和Leonard擦出火花的結果。

誰能解釋一下薛定諤的貓?

扒啦影视小魔仙
2017-09-15

薛定諤全名埃爾溫·薛定諤,是奧地利物理學家,量子力學奠基人之一,發展了分子生物學。維也納大學哲學博士。蘇黎世大學、柏林大學和格拉茨大學教授。 也是量子力學的大佬之一,而他的貓又有什麼特別之處呢? 這裡要說的就是著名的假想,薛定諤的貓。

薛定諤的貓

實驗如下:

把一隻貓放進一個不透明的盒子裡,然後把這個盒子連接到一個包含一個放射性原子核和一個裝有有毒氣體的容器的實驗裝置。設想這個放射性原子核在一個小時內有可能性發生衰變。如果發生衰變,它將會觸發這個實驗裝置,打開裝有毒氣的容器,從而殺死這隻貓。

跟據常理如果原子衰變了,那麼毒氣瓶就被打破,貓就被毒死。要是原子沒有衰變,那麼貓就好好地活著。

根據量子力學,未進行觀察時,這個原子核處於已衰變和未衰變的疊加態,但是,如果在一個小時後把盒子打開,實驗者只能看到'衰變的原子核和死貓'或者'未衰變的原子核和活貓'兩種情況

大家注意這個疊加形態, 什麼意思呢, 就是說這個原子核既是已衰變的又是未衰變的....他是兩種狀態疊加在一起的 ,只有當有人去觀測他時,他才會具體表現為衰變或者沒有衰變,如果沒人管他 他就一直處於疊加狀態...

這就很可怕了..因為這隻貓會隨著原子核的疊加進入一種又死又活狀態...

又死又活的貓..

顯然這是違背常理的.. 那為什麼會出現這種結果呢,這個實驗的巧妙之處在於使量子力學的微觀世界不確定性變為宏觀世界的不確定性;微觀的混沌變為宏觀的荒謬--貓要麼死了,要麼活著,兩者必居其一,粒子可以處於疊加狀態,但是貓不行,它不可能同時既死又活。

英國科學家霍金聽到薛定諤貓佯謬時說:'我去拿槍來把貓打死!'......

換句話說,難道說月亮只有在我們抬頭看的時候才會變成月亮嗎?..

這裡有個關於人為觀測的因素在內,微觀世界的觀測與宏觀世界的觀測有所不同。宏觀世界的觀測對被觀測對象沒有什麼影響。我們俗話說:'看一眼總行吧。'意思是對所看之物並無影響,用不著擔心。微觀世界的觀測對被觀測對象有影響,會引起變化。以觀測電子為例,要用光照才能看見,光的最小單位光子的能量雖小但不是零,光子照到被觀測的電子上,對電子的影響很大。所以,在微觀世界中看一眼也會惹禍!
誰能解釋一下薛定諤的貓?

物理大观
2017-09-04

要說史上最著名的那隻貓,那一定是薛定諤的貓了。

誰能解釋一下薛定諤的貓?

薛定諤的貓是薛定諤提出的一個思想實驗,巧妙的把微觀粒子的狀態與宏觀世界的貓的生死聯繫到了一起,試圖從宏觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題,以此求證觀測介入時量子的存在形式。

在瞭解薛定諤的貓之前,我們需要先知道什麼是疊加態。

在宏觀世界,根據我們的日常生活經驗,一個物體在一個確定的時間,一定處於一個確定的位置。例如在白天的某一刻,你是在公司裡工作,在晚上的某個時間,你是在家裡休息,宏觀世界的物質狀態是確定的。

誰能解釋一下薛定諤的貓?

而在微觀世界裡,情況卻有所不同。例如一個氫原子外部有一個電子,按照經典物理的理解,電子會圍著原子核做軌道運動,就像行星圍繞著太陽一樣,然而事實卻是電子的軌跡和方向並不確定,我們甚至不知道電子在原子核外的確切位置。電子在在核外的位置通常用電子雲來表示,我們描述電子的位置時,只能夠說電子某一刻在某一位置的機率是多大,不能確切的說電子在某一位置,電子有機率在所有的位置出現,只是出現在不同位置的機率大小不同罷了。因此,在某一確定的時刻,我們可以說電子同時出現在所有的位置,如果每一個位置對應一個狀態,那麼電子同時處在不同位置組合狀態, 叫做‘疊加態’,這是微觀世界的奇妙特點。

薛定諤的貓是什麼

哥本哈根學派認為一個量子系統,在被外界觀測或干擾之後,會由疊加態坍縮為某一種可能的確定狀態,如果不被幹擾,系統會一直處於疊加狀態。薛定諤為了反駁這一觀點,提出了薛定諤的貓這個思想實驗。

誰能解釋一下薛定諤的貓?

在實驗中,一個密閉的箱子裡有一粒放射性粒子,粒子的衰變與否是隨機的,根據哥本哈根學派的解釋,在不被觀測的情況下,粒子是處於即衰變又沒有衰變的疊加態的。在箱子裡放入一隻貓和一件裝置,用粒子作為開關,通過這件特殊的裝置來控制毒氣的釋放,如果粒子衰變了,會觸發開關,釋放毒氣,殺死箱子裡的貓,如果粒子沒有衰變,則不會觸發開關,不會釋放毒氣,貓也不會被殺死。在箱子密閉,沒有被外界觀測和干擾的情況下,粒子是處於疊加態的,既衰變又沒有衰變,因此,開關既被觸發又沒有被觸發,毒氣既釋放有沒有被釋放,而貓,就處於既死了又活著的狀態。誰能解釋一下薛定諤的貓?

薛定諤通過這個巧妙的設計,強行把微觀世界與宏觀世界聯繫到了一塊,從而得出了一個看起來十分荒謬的結果。

出於實用主義考慮,長久以來,物理學家們還是採用了哥本哈根學派的理論。哥本哈根學派認為,在打開箱子的一瞬間,貓的疊加態坍縮,變為確定態,貓要麼死了,要麼活著,二者是隨機的。然而這種解釋存在一個很大的問題:沒有一個公式可以描述這種坍縮,它違反了薛定諤方程。

也難怪薛定諤這麼的耿耿於懷了。

Melt83993107
2017-07-02

薛定諤的貓,簡單一點說就是,我們不打開箱子就不會知道貓的狀態,引申到量子力學裡,就是在解釋一個量子力學的巨大問題,那就是,量子太小了,小到連光子都會對它造成不可磨滅的影響的程度,這意味著什麼呢?人類觀察量子,總是要通過介質的,光也好,其他的波也罷,但它們相對量子來說還是太大了,也就是說當你用某種手段去觀察量子的時候,在你觀察的一瞬間,這個量子就因為你的觀察而改變了,也就是說你看到的量子態不是你想看到的量子態,比方說以前做直線運動的量子,你一觀察,光子一衝,它可能就做螺旋運動去了,同樣的情況下,甚至可以有很多種不同的量子態,薛定諤的意思是,既然我們用不同的條件觀察量子能夠得到不同的結論,那是不是有可能,這些不同的態其實是量子常態的分化而已呢?也就是說這些量子態加起來就會是量子的常態,在薛定諤的貓裡,既然我們不同的時間打開盒子,就會有不同的概率貓會死或者生,那是不是意味著當我沒有開盒子的時候,其實貓是處在既生又死的狀態裡呢?

這也是為什麼初次聽到這個理論的科學家會說:“給我一把槍,我現在就去把那隻貓打死。”因為科學討厭不確定性,更何況這些量子所表現出來的狀態按照宏觀理論幾乎是不可能同時存在的。

然而用一句福爾摩斯的名言:“當我們去掉所有的不可能,那麼剩下的唯一結果不管它再怎麼匪夷所思,它都是答案。”到現在量子力學可謂是久經考驗了,它的正確性及時不說是不可置疑的,也至少是相對完善的了,但人的將來究竟是確定的還是不確定的呢?這也算是由薛定諤的貓引申出來的有趣的問題吧,如果你在某一個瞬間知道一個人一生會涉及的所有事件的詳細數據,你能夠百分之百推斷這個人一生的經歷嗎?因果論果真牢不可破嗎?偶爾閒得無聊也可以拿出來討論一下呢。

看风景的蜗牛君
2017-07-31

我一直覺得,在不涉及數學的情況下解釋清楚前沿物理學中的問題是不可能的。經典物理學有可能做得到,因為經典物理學設計的時間和空間尺度與我們的生活經驗相符,因此可以通過類比與想象去理解經典物理學中的一些結論,例如牛頓三定律。但是當觀察的空間和時間尺度發生巨大的變化,如相對論考慮的尺度很大,量子力學考慮的尺度很小時,很多物理學的結論發生了變化,與日常經驗不再相符,因此無法用傳統的類比的方法讓人來理解這些結論,只會讓人覺得匪夷所思。

這就造成了一個尷尬的處境,那就是傳統的方法在前沿物理學的科普中很容易走偏,因為結論實在太過離奇,以至於催生了無數的打著科學旗號的偽科學。但這些結論通過數學則是可以得到解釋的,但絕大多數讀者卻沒有足夠的數學背景來理解。

對“薛定諤的貓”的科普就是一個典型的例子。薛定諤是一位著名的科學家,他提出“薛定諤的貓”這一概念,不是為了闡釋量子力學中的疊加態,反而是為了嘲諷量子力學的這種結論。量子力學認為,微觀粒子的性質在不觀察的情況下是不確定的,觀察行為會引起其狀態的變化。於是薛定諤提出,假如將一隻貓放在盒子中,盒子裡有放射性元素,有50%的概率衰變,放射出射線殺死貓;也有50%的概率不衰變,那麼貓就是活著的。按照量子力學對微觀粒子疊加態的解釋,那麼貓豈不是會處於既死又活的狀態?實際上,貓作為宏觀物體,會有其他足夠多的信息讓其狀態坍縮,不可能只受控於微觀粒子的衰變,因此這只是個思想實驗,現實中無法實現。但這個實驗太過形象,以至於大家開始用“薛定諤的貓”來形容量子力學中的“疊加態”的概念。

微觀粒子的疊加態已經可以通過實驗證實,但是宏觀物體卻不可能像微觀粒子那樣出現“薛定諤的貓”狀態,有些人設想的“這個世界閉上眼就不存在,睜開眼才存在”更是無稽之談。

我的意見就是,若是真的對這些東西感興趣,就認真的去學好數學,研究正式教材。僅為談資無視限制條件地推廣微觀世界的結論,會淪為“偽科學”之列。

ZHXTLS
2017-06-27

簡單來說,量子力學=唯心主義,你沒看到就不存在,你測不準就有多種可能性嗎?

現代物理學最大障礙在於測量儀器精度不夠,當年研究天文學完全憑肉眼,產生地心說,後來發明望遠鏡才發現日心說。可以說物理學每次進步,都是伴隨測量儀器推動的。目前光子是測不準的,因為你要用光子去測量光子,肯定會有粒子干涉,於是“波粒二象性”就出現了,這種無恥結論居然堂而皇之獲得諾貝爾獎,真是人類不承認自己無知,什麼宗教都能發明。

我們要解決薛定諤的貓問題,就要發明比被觀測粒子的粒度更小的方式,要不然是你的儀器“測不準”,而不是粒子本身測不準,這點根本區別,在現代物理學是一大謬誤。無論你是否發明望遠鏡,太陽,月亮就在那裡,不能說你的望遠鏡壞了,太陽和月亮就是量子力學測不準,具有多種形態了吧?

愛因斯坦為了簡化他的方程設定光速不變,在我們目前世界裡當然可以,但是距離真相還遠遠不夠,那是數學技巧,不是事情真相。或許有那麼一個宇宙真理擺在某處等待我們發現,但是絕對不是用今天的理論和觀測儀器來解釋的。

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