怎么理解薛定谔的猫?

虫儿-飛飛-_

其实关于薛定谔的猫,现在许多人都有误解。误以为是科学家薛定谔为了方便大众理解量子力学的基础概念而假设性提出的思想实验!

其实并不是这样,薛定谔的猫是薛定谔为了反驳哥本哈根学派对量子力学叠加态的解释而提出来的。

在薛定谔看来,量子力学中的微观粒子,在没有被观测之前可以同时处于两种不同的状态下。比如光子在没有被观测的时候既是波动性的,又是粒子性的,这就是光的波粒二象性。但当人为观测光子时,光子的波动性就消失了,就坍缩成具体的粒子了。所以在微观世界,粒子在没有被观测的时候,既是A状态,又是B状态。它们永远都是叠加状态。薛定谔认为,微观世界或许并没有这么诡异,之所以解释的这么玄乎,是因为目前的量子理论还尚待完善,所以还认不清量子叠加态的背后逻辑,所以就出现了很颠覆常识的解释。这种对量子叠加态的解释很滑稽,为了体现这种滑稽,薛定谔就举例了“薛定谔的猫”。


猫在一个有50%可能性释放毒气的盒子里,存在50%的生存几率和50%的死亡几率。按正常逻辑,在没有打开盒子前,猫要么死要么活。但是哥本哈根学派的解释便是,在未打开盒子观测猫的生死时,猫既是死的又是活的,猫处于生死叠加状态,这显然很不符合逻辑。薛定谔把哥本哈根学派对微观粒子的解释拓展到了宏观世界上来了,从而形象地反对了哥本哈根的诠释!


科学认识论

薛定谔是与爱因斯坦、波尔处在同一时代的著名物理学家,他为量子力学的发展奠定了重要的基础。由于量子力学中的现象通常与爱因斯坦所认为的科学事实相悖,从而导致了薛定谔的猫这个著名的思想实验。

亚原子体系的一大硬伤是人类难以对其进行精确观测。例如,根据海森堡测不准原理,我们无法同时测出一个粒子的位置和速度,这在宏观世界看来是非常不可思议的。此外,量子力学表明,人类的观测行为还会对亚原子粒子的行为产生影响。这就好比如果你拿着摄像机去拍摄教室中的学生,他们的行为会发生改变。当物理学家观测亚原子粒子时,也会出现这样的现象,就好像这些粒子知道我们正在观测它们。

薛定谔提出了一项思想实验,假设盒子里有一只活猫,在猫的旁边放着有毒气体瓶子以及触发装置。触发装置由放射性物质的衰变引发,这种放射性物质会以每小时一个原子的速度衰变,但发生衰变的几率是二分之一。如果放射性物质发生衰变,并释放出一个原子,就会使有毒气体泄漏出来,从而导致猫的死亡。另一方面,如果没有原子衰变就意味着猫是活着的。那么,如果把盒子盖上,这只猫究竟是死是活呢?

爱因斯坦认为,不管我们有没有观测,猫要么死了,要么活着,因为爱因斯坦认为上帝不掷骰子。然而,根据量子力学的哥本哈根解释,如果我们没有对这只猫进行观测,它将永远同时处于活着与死了的叠加状态。只有当我们观测的时候,叠加态才会突然坍缩成某一种状态。


火星一号

”薛定谔的猫是诸多量子困惑中有代表性的一个。一只猫被封在一个密室里,密室里有食物有毒药。毒药瓶上有一个锤子,锤子由一个电子开关控制,电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变,则放出阿尔法粒子,触动电子开关,锤子落下,砸碎毒药瓶,释放出里面的氰化物气体,猫必死无疑。原子核的衰变是随机事件,物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间。如果一种放射性元素的半衰期是一天,则过一天,该元素就少了一半,再过一天,就少了剩下的一半。物理学家却无法知道,它在什么时候衰变,上午,还是下午。当然,物理学家知道它在上午或下午衰变的几率——也就是猫在上午或者下午死亡的几率。如果我们不揭开密室的盖子,根据我们在日常生活中的经验,可以认定,猫或者死,或者活。这是它的两种

本征态

这时猫处在的密闭空间是独立无干扰的,我们如果把时间无限期的延长。根据化学物质的衰变,可以构想出猫死亡或是存活是一种类似于圆的无线循环的过程,而且在这一循环的基础上。生与死的概论相互转换着,可以想象成一个的圆平分2个头尾相连的箭头。并以螺旋上升的方式,相互叠加。在我们没有打开箱子时这个循环的叠加将会无止限的继续下去。当我们打开盒子的那一刻起,我们就介入到了循环中,我们的介入就如同圆上的一个落点,就如同圆周率一样它是无限延伸着的,无法精确的得到猫死亡与否的概论,就如同无法精确的得到圆周率一样。


唐长老带你游青岩

薛定谔的猫,最简单、最通俗的说,就是这只猫并不是不死不活的猫,而是你不知道是死是活的猫。

猫的状态,是观测得到的结果,而不是“天然存在的”结果。

我们通常的理解事物的存在,是“天然的”、“不依赖于人”的,其实这种认知来自于长久以来的抽象观念,可以说本体论本身和宗教思维是同宗同源的,那就是存在基于抽象观念。

现在的认知是,存在基于观测,基于感应。


探索猫

薛定谔的猫逻辑上似乎有一个漏洞,阀门是由量子衰变控制的,衰变属于叠加态,也就是说即衰变又不衰变,即放出电子又没有放出电子,但是衰变只是原子同时存在两种状态,有一种衰变,有一种没有,衰变的一种放出了电子,虽然另一种状态没有放出电子,如果一种状态放出的电子足以触发开关,猫就死了,不足猫就活着,取决于开关设计,假如开关设计成足以触发,那么猫就已经死了,不管有没有打开盒子,只有一种状态,猫死了,不存在即死又活的状态。


beamme

宏观事物中,猫是不可能由生死所叠加的,它要么是生,要么是死,这是决定论的观点,也是爱因斯坦与薛定谔的观点。“薛定谔的猫”的思想实验本来是设计出来用予反驳量子力学的“哥本哈根诠释”的完备性的,主要针对的是以概率统计的方式为量子力学的基础。

在这个思想实验中,在一个密闭的盒子中,放射性物质与猫放在一起,使得微观的放射性物质的衰变概率与宏观的猫的生死建立起了决定论性质的因果关系。从经典物理学的角度来看,不管有没有打开盒子,这只猫都是要么生要么死,与人的观测其实是无关的。这种想法,也是我们常态的决定论性质的认知。

但哥本哈根诠释不这么认为,玻尔等人认为打开这个盒子的行为,也即观测,会使波函数坍塌,从而使微观粒子的量子态确定。这相当于猫的生死是由观测引起的量子态确定所“审判”的,观测前则是“又活又死”的状态(因为两种矛盾的量子态叠加着)。这当然是很难让人满意的答案了。

但事实是,量子确实存在着叠加的“猫态”,这已经被实验所证实了。

怎么理解呢?就是不好理解。但再怎么不能理解,我们都得接受实验事实。先姑且这么着吧。


建章看世界

就是说,我们我们在没有打开箱子之前,猫有可能死,有可能活。就是说,猫是死与活的纠缠态,直到我们打开盒子那一刻,猫的这种纠缠态马上消失,猫只能是死或者是活。

不过我觉得这就是一个简单的概率问题,就如我们话两元钱买了一张体育彩票,在没有开奖之前,这张彩票就是中奖与不中奖的纠缠态。比如我们买的是3D,那没有开奖之前,这张彩票就是,千分之一的中奖与千分之九百九十九未中奖的纠缠态。如果再分得更细一些,那就是中一等奖、二等奖、三等奖、四等奖和不中奖的纠缠态。直到开奖以后,这种纠缠态就马上坍缩成其中的一种情况:要么一等奖,要么二等奖,要么三等奖,要么四等奖,要么不中奖。

其实,这是现实生活的一种常态。举一个简单的例子:约会。有一天,你和你得女朋友约定在某个地方几点钟见面。在你没有到达之前,你是不能确定你女朋友是否能如约到达。她或许会临时决定不去爽约了,有可能是遇到什么紧急情况不能去,或者因为其他什么人力不可控制的原因不能到达。

这是,你就会在路上一边走一边想,她究竟能不能来,如果能来,见面后会是什么情景,如果不能来,有会是什么情景。此时,你女朋友在你心中的状态就是来与不来的纠缠态,直到你到达约会地点,并且约定时间到来,你才能确定她在你眼中的具体状态。其实和薛定谔的猫是一样的道理。

由此我觉得,薛定谔只是故弄玄虚而已,他的猫态其实是现实生活最普遍的状态。


穿越时空的哲学家

就像一枚硬币,你如果转到正面朝上,那下一局一定是反面朝上。可是这种打破了爱因斯坦的决定论,而是概率论。

就是说在打开前是两种状态,生或死。可是打开后就是一种状态,生或死。

嗯?!?????好像。????哪里不对???

不管了,爱咋咋地。


诺宝尔文学奖得主

简单来说: 拿两枚硬币,分别装两个盒子,2个盒子硬币都是正面朝上 (真实是不知道两个硬币哪面朝上,这里只是便于理解) ,然后一个放南极,一个放北极,现在不打开盒子,利用磁力(这个也是便于理解)把南极的硬币调成反面朝上。南北两级的硬币没有任何链接一起。但是打开北极的盒子发现北极的硬币也是反面朝上了。量子纠缠。


天灰灰会不会17850141

这其实就是在寻找量子的真实性
按照量子力学直接解释的理论学者认为存在一个中间态,猫不死也不活,除非进行观测否则一切都是不真实的
按哥本哈根诠释,当观察者打开盖子的一刹那,波函数会发生坍缩,这违背了薛定谔方程
所以目前大多数人相信多世界诠释,也就是平行宇宙,在一个宇宙中猫死了,在另一个中没死,这两个宇宙没有任何空间上的联系,打开盖子的一刹那观察者才会知道自己身处哪个宇宙


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