人類常說的“薛定諤的貓”到底是什麼?

一隻漂亮的花狸

“薛定諤的貓”這個說法隨著近年來量子理論的火熱成為很多人談論的話題,那麼到底什麼是“薛定諤的貓”呢,為什麼不是“薛定諤的狗”或者說“愛因斯坦的貓”呢?因為薛定諤曾坦言他的貓論來自於愛因斯坦。

薛定諤本人坦承他的科學工作,常常並非是獨創性的,但他總能敏銳地抓住一些人的創新性觀念,加以系統的構建和發揮,從而構成第一流的理論:波動力學來自德布羅意,《生命是什麼》來自玻爾和德爾布呂克,而“薛定諤的貓”則來自愛因斯坦。

作為奧地利物理學家,量子力學奠基人之一,由他所建立的薛定諤方程是量子力學中描述微觀粒子運動狀態的基本定律,它在量子力學中的地位大致相似於牛頓運動定律在經典力學中的地位。 提出薛定諤貓思想實驗,試圖證明量子力學在宏觀條件下的不完備性。

用大白話說就是貓被裝在了盒子裡,當然你也可以說是裝在箱子裡,如果你不打開箱子,你並不知道里面的貓是死是活。如果想確定貓到底是死是活,那你只有打開箱子一探究竟。也就是說箱子裡的貓存在著兩種狀態,死或者活。

在你打開箱子的一瞬間,如果你發現貓還活著,那這種死的狀態就消失了,反之亦然。

實驗是這樣的:在一個盒子裡有一隻貓,以及少量放射性物質。之後,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,同時有50%的概率放射性物質不會衰變而貓將活下來。

根據經典物理學,在盒子裡必將發生這兩個結果之一,而外部觀測者只有打開盒子才能知道里面的結果。在量子的世界裡,當盒子處於關閉狀態,整個系統則一直保持不確定性的波態,即貓生死疊加。貓到底是死是活必須在盒子打開後,外部觀測者觀測時,物質以粒子形式表現後才能確定。這項實驗旨在論證量子力學對微觀粒子世界超乎常理的認識和理解,可這使微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理,客觀規律不以人的意志為轉移,貓既活又死違背了邏輯思維。
所以啊,to be or not to be, that is a question。

WANG論科普

量子的不確定性(或稱多態疊加的性質)的產生與量子以概率統計為基礎的微觀世界研究方法造成的。概率統計是研究個和揭示微觀運動的一個有效手段,但概率不是實際發生的軌跡,不具備確定性,除非真實發生。但這種不確定性是量子方法的不確定性,而不是物質本身的不確定性。注意量子反映了微觀物質世界的運動變化規律,但量子不等同於微觀物質本身。所以量子可以多態疊加,但物質本身不是多態的,在任意確定的時間點上物質總是以一個確定的狀態客觀存在的。由量子不確定性就說物質不確定,其實是犯了混淆量子與物質是不同概念的錯誤,量子確實能反映物質的部分性質,充其量算是物質的一個側面,但量子不是物質的全部,更不等同於物質。量子是人為定義出來用於研究微觀物質世界的微觀粒子,量子的某些性質(如不確定性等)並不是物質本來的性質。把研究微觀物質世界運動變化規律的量子特點濫用於宏觀物質世界更是荒繆至極。


笑看風起雲湧花謝花開

薛定諤的貓是薛定諤提出的一個思維實驗。

在密封的房間中放了一隻貓,裡面還有一個裝置,裝置中放了一些隨時衰變(50%幾率)的放射性物質,物質衰變會聯動一個錘子,打破一個毒氣瓶,毒死房間裡的貓。



房間裡的貓處於什麼狀態?

薛定諤認為在打開房間前,那隻貓處於既生又死的疊加狀態。只有打開了房間,那隻貓才會表現為具體的狀態。

薛定諤的貓強調了觀察者效應。只有在有觀察者觀察的時候,事物才會是一個固定狀態。

就好像你在只有自己一個人的街道中行走,在你沒回頭的情況下,你的背後說不定一片虛無,或者五彩斑斕,當你一回頭,街道被加載完成了,成了一個實物。


說明手冊

你在拆快遞之前,快遞盒裡的東西可能是好的,也可能是壞的,好和壞是同時存在的,只有在打開盒子的一瞬間,兩種可能性才坍塌到一種可能性,要麼是好坍塌到壞,要麼是壞坍塌到好。


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