撒貝寧說的:「薛丁格的貓」是什麼梗?

童車001


一次《脫口秀大會》中撒貝寧圍繞著“北上廣你愛來不來”這個話題講了很多段子,其中講到送外賣時有提到一個叫“薛定諤的貓”的東西。

“在北京、上海這樣的大城市,藏龍臥虎,除非你才高八斗、學富五車,要不然你真待不下去。我就遇到一個事,一個小夥子來送快遞。

大哥,您的快遞。

我買的是電子設備,裡邊好著沒?

好著沒我不知道。可能是好的,可能是壞的。從量子力學的角度講,這個好和壞,它可能是同時存在的,你只有打開盒子的一瞬間才知道,這叫做薛定諤的貓。”


這年代誰還沒有個貓呢!有了貓,覺得社會地位都提高了,這不,薛定諤不也有貓麼。

等等,此貓非彼貓?

那“薛定諤的貓”到底是什麼呢?

讓有書君和你侃侃吧。

“薛定諤的貓”起源於一次嘲諷,是的,你沒看錯。

故事是這樣的,薛定諤創立了薛定諤方程,但是不滿意哥本哈根對波函數和疊加態幾率的解釋。

於是,他就編出了一個“薛定諤的貓”的理想實驗,把量子力學反直觀的效果轉移到貓的身上,試圖將微觀量子行為擴展到宏觀的推演,以此來嘲諷對手。

實驗中的貓,類比於微觀世界中的電子。


在量子理論中,電子可以不處於一個固定的狀態,上或者下,而是同時處於兩種狀態的疊加,上和下。電子的自旋狀態是上和下按一定幾率的疊加,這種混合狀態就叫做疊加態。

轉移到貓的身上,貓的疊加態就是說貓是半死不活,又死又活的。


量子理論認為:當對電子的狀態進行測量的時候,電子的疊加態不復存在,它的自旋坍縮成上或者下(本徵態),這就是微觀世界中量子疊加態的奇妙特點。

對於薛定諤的貓來說,如果沒有解開蓋子進行觀察,貓的狀態就是死與活的疊加,這就是快遞小哥說的“你只有打開盒子的一瞬間,這兩種可能性才坍塌到一種可能性上,要麼是好坍塌到壞,要麼是壞坍塌到好。”

這與我們平時的邏輯思維嚴重不符,一隻貓,要麼死,要麼活,怎麼又死又活呢?

別小看這個聽起來荒謬的物理思想實驗,人們一直對此爭論不休。

貝克萊主教的那句名言:“存在就是被感知”,如果用量子理論來說就是“存在就是被測量”,這不是和哥本哈根派的意思差不多麼。

王陽明在《傳習錄•下》中說過:“你未看此花時,此花與汝同歸於寂;你來看此花時,則此花顏色一時明白起來……”


如果王陽明懂量子力學,他多半會說:“你未觀測此花時,此花並未真實存在,此花與波函數而歸於寂;你來觀測此花時,則此花發生坍縮,它的顏色一時變得明白起來……”

現今這時代,一個快遞小哥怎麼能不瞭解點量子力學呢。如果當他送快遞一腳在門檻內一腳在門檻外、非進非出的時候,客戶非讓用個理論解釋這個現象不然就退單,快遞小哥怎麼辦呢……

有書君語:對此問題你有什麼不同的見解呢?歡迎在下方留言評論,別忘給有書君點個贊哦~關注有書君,私信回覆句子,有書君送你一句特別的話!


有書共讀


喵~

科學界一直以來就有著許多的神獸,有我們介紹過的拉普拉斯妖,還有我們將要系列介紹的-巴普洛夫的狗,麥克斯韋妖,阿基里斯的烏龜,達爾文的長頸鹿等等。今天我們來介紹這些神獸中名氣最大的一隻--喵星人,薛定諤的貓。

薛定諤的貓最近是火了

因為咱們的北大才子

撒貝寧同志

在脫口秀大會上秀了一把薛定諤之貓

“ 在北京、上海這樣的大城市

藏龍臥虎

除非你才高八斗、學富五車

要不然你真待不下去 ”

“ 我就遇到一個事

一個小夥子來送快遞 ”

-大哥,您的快遞

-我買的是電子設備,裡邊好著沒?

-好著沒我不知道。可能是好的,可能是壞的。從量子力學的角度講,這個好和壞,他可能是同時存在的,你只有打開盒子的一瞬間,這兩種可能性才坍塌到一種可能性上,要麼是好坍塌到壞,要麼是壞坍塌到好,這是一個非常著名的定律,叫做薛定諤的貓。”

當然這個“薛定諤的貓”定理

並不是小撒哥提出來的

而是由奧利地的著名物理學家

薛定諤提出的理論

而再之前

還有過所謂的薛定諤把妹法

具體做法如下

“每天早上,你拿出一個硬幣拋擲

讓偉大的隨機性來決定今天是否給妹子送早餐

這樣

當妹子每天打開抽屜之前

都不知道是否有早餐

而早餐的有無乃是一個獨立隨機事件

完全無法推測

每天的早餐對於妹子都是一個未知的神秘存在

妹子將逐漸為這一神秘的現象所吸引

最終將不可避免地對送餐人產生極大的興趣

你在她的心中蒙上了神秘的面紗。 ”

對“薛定諤把妹法”的總結是

“這個謎一樣的男子

這一刻薛定諤附體

帶著量子論般深沉的哀愁

讓她從此不能自拔”

這年頭

真是不懂科學都看不懂笑話了?

……

所以問題來了

作為最知名的喵星人

什麼是薛定諤的貓呢?

它跟上面的兩個梗又有什麼什麼關係呢?

今天包大人就來科普一下

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

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

(即量子的實相由測量決定

測量之前一切都是概率)

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

最後問題來了

在一個小時之內

這個貓到底是活的呢還是死的呢?

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

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

這種狀態在宏觀世界裡

是非常荒謬的

但是在量子的世界裡

十分合理

量子狀態下

這些粒子都是彌散的

在觀察到一個粒子的確實位置之前

這個粒子瀰漫在整個宇宙裡

他可以存在在整個宇宙的任何位置

就像一個有著分身術的忍者

只是這個忍者在不同的位置有不同的概率來出現

而一旦我們對這個量子進行了觀察

就相當於打破了忍者的分身術

確定了他唯一的位置

這個被稱為量子坍塌

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基本是一致的

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

觀察不僅僅確定了貓生死

觀察直接決定了貓的生死

這就是所謂的好奇害死貓吧

這其實也解釋了為什麼在宏觀的世界裡

不存在所謂的薛定諤的貓

因為在宏觀世界裡

有太多的觀察者

一個由億億億億億億億億億億個原子

組成的宏觀物體

原子本身就是彼此的觀察者

這就是所謂的“退相干性”

有了這些觀察者

物質的狀態就是確定了的

而不再是像量子一樣

幽靈般的彌散在整個空間中

薛定諤的貓

不僅僅是一個物理問題

還是一個哲學問題

最後請乾了這碗雞湯吧

生活就是薛定諤的貓

梨子是甜還是酸,嚐了才知道

婚姻是墳墓還是港灣,進了圍城才知道

日子是快樂還是苦澀,用心體會才知道

貓無處不在,薛定諤只有一個

生活無處不在,生命只有一次

科學有趣味


包大人玩科學


這隻叫薛定諤的貓並不是薛定諤先生養的貓,而是他假想的一隻貓,對,你沒聽錯,這隻風靡全球的怪貓就就是薛定諤的一個設想。這個薛定諤同學你別看他姓薛,他是奧地利巨牛掰的一位物理學家,跟中國沒有半毛錢的關係。

薛定諤的貓之所以會讓許多人產生困惑,是因為這隻貓一方面跟高深莫測的量子力學關聯在一起,另一方面又跟一個看似非常平常的日常生活的實驗聯繫在一起。如果這是一個非常專業並且涉及到了眾多我們壓根就聽不懂的儀器理論的實驗,那就簡單了,我們直接說看不懂,那也不會困惑;如果是一個普通假設了這樣一隻貓,我們會直接說他沒事找事吃飽了撐著瞎想,那樣也沒有困惑了。然後它並不是,所以他出名了,我們困惑了。

薛定諤的貓這個實驗雖然有什麼箱子、貓、原子、手槍、毒藥、機關啥啥啥的,但是它的本質就是一句話:在一個密封的箱子裡有一隻貓和一個原子核,這個原子核如果發生了衰變那麼貓就會死,如果原子核沒有發生衰變這隻貓就是活的。因為原子核是否發生衰變是一個真正的隨機事件,我們可以精確的知道原子核衰變到原來質量一半的時候所需要的時間,也可以知道發生衰變的概率,但是我們無法精確的知道它將在什麼時候衰變,所以在打開箱子的時候原子核是否發生了衰變,貓是否死亡我們只知道它的概率,只有在打開箱子的那一瞬間你才知道貓到底是死是活,那麼箱子沒有打開之前的貓是死是活還是又死又活呢?

看到這裡,我相信大家對這些文字應該感到眼熟,但是困惑卻一點也沒有減少。這些文字連起來都看得懂,但是就是看不出這裡面奇妙在哪裡,我甚至覺得你們的結論太牽強,但是全世界的物理學權威都這麼說我也只有認了。更加嚴重的是,很多人慢慢的將薛定諤的貓和平常生活裡的宏觀概率事件等價了,在他們眼裡,薛定諤的貓這個實驗和拋一枚硬幣,正面就殺了貓反面放了貓沒什麼不一樣;跟我昨天聽了天氣預報說明天可能要下雨,但是是否下雨只有等我明天真正出去才能知道也沒啥不一樣;跟我買了雙色球有可能中獎,但是是否中獎只有等我開獎的那一刻才知道沒啥不一樣等等等等……

如果是這樣想的那你就大錯特錯了,這種理解下的薛定諤的貓沒有任何價值,並且還會對量子力學造成巨大的誤解。薛定諤的貓跟雙色球等宏觀概率事件一個本質的不一樣,這個本質就是——隨機。

我十分強調這個隨機,是因為平常我們生活中遇到的那些所謂的隨機事件概率事件都不是真正的隨機,不管是拋硬幣、雙色球還是明天的天氣預報,他們只是看起來是隨機的。比如拋硬幣,看起來正面反面朝上都是50%的概率,看起來我們需要等到硬幣落地停下來的時候才能知道真正的結果,其實不然,硬幣在拋出的那一瞬間它最終的結果朝向就是決定了的,如果你的測量手段足夠精確,在硬幣拋出的那一瞬間精確的測量硬幣的速度角度力度等各種因素你就能精確的算出硬幣的運動軌跡,精確的判斷最終是正面還是反面朝上。天氣預報雙色球啥的也是一樣,我們現在無法精確的預測出明天的天氣並不是因為天氣這個事無法預測,只是因為我們的技術手段還沒有發達到能夠那麼精確的對他做預測。

但是,但是但是,下面就是問題的關鍵了:在薛定諤的貓這個實驗裡,這隻貓沒有什麼特殊的地方,它就是一隻普通的貓,它問題的關鍵在那個可能衰變的原子核上。量子力學告訴我們:微觀粒子的行為是真正隨機的,這個隨機並不是說我的技術手段不夠高明科技不夠先進無法預測它未來的狀態,而是他的狀態本來就是隨機的,本來就是無法預測的。比如那個原子核,你的科技水平再發達,測量手段再精確,你也只能得到它下一秒可能衰變的概率,而無法確切的知道它下一秒是否會衰變。這就是量子力學裡最奇妙的事情之一,確實不符合日常生活的常理,但是卻又是擺在眼前讓你不得不相信的事實。

在平常的宏觀生活裡,我們相信一切都是可以預測和計算的,只要測量足夠的精確,我們相信一隻貓要麼是死的要麼是活的;在量子物理的世界裡,科學家們也已經習慣了那些怪異的微觀粒子的特性,但是這些微觀粒子畢竟是處在微觀世界了,它的特性再奇妙也不影響宏觀的世界。這就像在我們的神話裡有人界和鬼界,兩個世界的人生活方式完全不一樣,但兩個世界相互沒什麼影響,所以相安無事。薛定諤的貓最奇妙的地方就在於通過一個實驗將微觀世界的原子核和宏觀世界的貓緊密的聯繫在了一起,微觀世界裡特性奇妙不可捉摸的原子核通過一些毒藥手槍機關什麼的居然可以決定宏觀世界裡一隻貓的生死,這就是大事了。這就好比鬼界裡發生了什麼事情會直接影響人間的狀態,在各種神話或者修仙小說裡這都是要出大事的節奏。

所以,要解決對薛定諤的貓理解上的困惑,要真正搞清楚這個實驗在表達什麼問題,核心就是要抓住這兩點:原子核的衰變是完全隨機的事件,完全不同於我們日常理解的拋硬幣看天氣等隨機事件;原子核是微觀世界,貓是宏觀世界,薛定諤的貓這個實驗強行將兩個世界聯繫在了一起,讓你從此無法單獨的再去看這兩個世界。


二喵姐小樂


要說清楚薛定諤的貓,我們先要來說說薛定諤其人。

薛定諤

薛定諤是奧地利著名的物理學家。他最為有名的成就莫過於薛定諤方程了。薛定諤方程又是怎麼來的?這還得從索爾維會議說起。

索爾維是一個成功的商人以制鹼發家。索爾維會議每三年舉辦一次,前幾次索爾維會議都是群星璀璨,基本雲集了當時物理學界所有的牛人。愛因斯坦牛吧,第一次索爾維會議時只有站著拍照的份,如下圖就是第一次會議的合影:

這麼有名的會議,當然誰都想參加了,法國物理學家德布羅意,當然也不例外。可是他當時沒有什麼拿得出手的成果啊!當時已經知道了波粒二象性了。德布羅意就反其道而為之,既然波可以是物質,那麼物質能不能是波?因此得出了他最最有名的“物質波”理論。

那麼這和薛定諤方程有什麼關係?

薛定諤方程的靈感就來源於德布羅伊德物資波。既然物質是波,那肯定就有波動方程呀!因此薛定諤就搞出了一套波動方程。也因此成為了量子力學的奠基人之一。

上帝不擲骰子

但是雖然薛定諤憑藉薛定諤方程獲得了諾貝爾獎,但是他卻對量子力學的某些結論頗有微詞。其中就包括測不準原理。原來薛定諤方程提出的波是一種幾率波,他無法給出高能物質運動的具體速度與位置。你只要不去觀測,就只能知道概率,一旦觀測概率就會塌縮成為一個實際觀測的結果。不單單是薛定諤,愛因斯坦也對這個結論頗為不滿,還曾評論道“上帝不會擲骰子”。

這和諾貝爾獎得主沃爾夫岡·泡利評價宇稱不守恆的名言“絕不相信上帝會是個弱左撇子”有異曲同工之妙呀

薛定諤的貓

對此薛定諤聽出了一個思想實驗,將測不準的微觀粒子與測得準的宏觀物體聯繫在一起。這也就是薛定諤的貓。

把一隻貓關在一個封閉的鐵容器裡面,並且裝置以下儀器(注意必須確保這儀器不被容器中的貓直接干擾):在一臺蓋革計數器內置入極少量放射性物質,在一小時內,這個放射性物質至少有一個原子衰變的概率為50%,它沒有任何原子衰變的概率也同樣為50%;假若衰變事件發生了,則蓋革計數管會放電,通過繼電器啟動一個榔頭,榔頭會打破裝有氰化氫的燒瓶。經過一小時以後,假若沒有發生衰變事件,則貓仍舊存活;否則發生衰變,這套機構被觸發,氰化氫揮發,導致貓隨即死亡。用以描述整個事件的波函數竟然表達出了活貓與死貓各半糾合在一起的狀態。

貓不可能永遠處於生存與死亡的疊加態。所以這個弔詭的現象是專門設計來批駁哥本哈根學派關於量子理論疊加態的思想的。還有別的思想實驗入愛因斯坦等人提出的EPR楊謬。

下圖就是生活大爆炸中謝耳朵在衣服上設計的薛定諤的貓的圖案:

索爾維會議

這裡最後來說說索爾維會議,第五次索爾維會議是歷史上最牛的一屆。與會的29人中最終有17人奪得了諾貝爾獎。其中就包括了大名鼎鼎的愛因斯坦,波爾,狄拉克,薛定諤,海森堡,泡利......瑪麗·居里(更多人叫她居里夫人)作為唯一一個出席該會議的女士,會議合照如下(愛因斯坦終於可以坐下來)



兔肉菌


《生活大爆炸》裡也提到過這個梗哦,用量子物理學來解釋愛情,也是夠通俗易懂了。

Leonard是謝耳朵的的室友和好友,Penny則是他們的美女鄰居。Leonard喜歡Penny,但是Penny不確定自己對Leonard的感覺,所以她向Leonard的好友謝耳朵求助。於是乎,謝耳朵就以【薛定諤的貓】為Penny分析。



在1935年,埃爾文·薛定諤嘗試去說明在量子物理學中的哥本哈根解釋,他做了實驗,把一隻貓和一小瓶密封好的毒藥一起放在盒子裡。毒藥瓶隨時會破裂,除非你打開盒子,不然沒人知道毒藥是否或者何時已經被釋放了,因此我們認為貓或活或死都是可以的。
In 1935, Erwin Schrodinger, in an attempt to explain the Copenhagen interpretation of quantum physics, he proposed an experiment where a cat is placed in a box with a sealed vial of poison that will break open at a random time. Now, since no-one knows when or if the poison has been released, until the box is opened, the cat can be thought of as both alive and dead.

對於謝耳朵這番解釋,Penny的反應見下圖↓





而謝耳朵則給了Penny一個禮貌而不失尷尬的微笑,繼續解釋道:

就好像薛定諤貓,現在你和Leonard潛在的可能既可以被認為是好的也可以是不好的,只有當你打開盒子,你才知道到底是哪一種。
Just like Schrodinger’s Cat, your potential relationship with Leonard right now can be thought of as both good and bad. It is only by opening the box that you’ll find out which it is.

所以後來呢?Penny聽了謝耳朵的這番話,有所感悟嗎?



吶,Leonard和Penny第一次接吻,薛定諤的貓是活著的。

這就是第一季的happy ending了。❤


每次謝耳朵一本正經講那些我們平凡人聽起來雲裡霧裡的話時,都覺得他好可愛。大概理科生的魅力就在於,他們的浪漫我們無法理解。👄


其實黒執事葬葬很帥


薛定諤的貓作為量子力學中一個故事,它的作用其實是以最形象生動的方式,呈現出薛定諤的實驗。從物理學到我們能理解的例子,這中間的跨越了巨大的鴻溝。

即使我們明白了“薛定諤的貓”這個故事,我們依然不懂量子力學,不懂量子糾纏,不懂量子坍縮。即使我們明白了狹義相對論的比喻,我們依然不知道相對論到底是什麼,也算不出來複雜的物理學公式。

所以說,物理學和數學等自然科學,其本身的門檻就很高。可以說,他們在理論學家和普通大眾之間劃了一道大縫隙。

但是,以形象生動的樸實的言語來解釋科學原理有一個好處,一定程度上使這個理論傳播度變高。在這些自然科學的例子中,衍生出人文哲理。

也就是說,撒貝寧並不一定懂量子力學,他應該不會量子力學哪些複雜的公式,也不懂什麼量子糾纏或者疊加狀態、波函數。但是,作為主持人,他需要有大量的知識儲備,他需要有合理而又有腦洞的聯想。曾經,他在榮事達杯中央電視臺主持人大賽上,用銀行、登山和報紙三個詞講一個故事,可見他是具備這個能力的。

當然,“薛定諤的貓”作為人文哲理,已經流傳很久了。

這個實驗大概是這個樣子。在微觀狀態下,那個在箱子裡被放射性物質衰變的貓,會出現死亡和活著疊加的狀態。但是如果讓人在宏觀狀態下確認貓的狀態,就只有死活著活兩種狀態。這只是個思想實驗,但是影響了量子力學的實際應用,以及統計學。

它被衍生出的人文哲理是一件事情結果到底如果,你只有去實踐,去做才知道結果。類似於just do it 。

只能說,人類的聯想能力真的相當強大。

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這是個很有意思的題目。小撒這個大才子對“薛定諤的貓”解釋得還是很貼切的。

愛因斯坦把量子力學的不確定性原理戲稱為“上帝擲骰子”,其認為我們這個宇宙是確定性的,給足夠條件是完全可以描述的,所以私下一直在想各種辦法去反駁這個量子力學不確定性原理,也就是既A又B原理。薛定諤作為愛因斯坦的老朋友,私下交流時受愛因斯坦的啟發,提出了這個“名垂千古”的思想實驗。用來嘲諷量子力學。


密閉的空間內放一隻貓和一些鈾,鈾在一個小時內衰變和沒有衰變的概率相同,當衰變開始就會用錘子砸碎瓶子放出毒藥,一定時間後可以說貓即是死的又是活的。我們都知道這是不可能的。誰知道用來批判和諷刺量子力學的實驗,隨著時間卻成了量子力學的“代言”。

就如小撒所言,沒觀測時處於既A又B狀態。

微言淺見,祝好。


科學黑洞


昨天提到了《國家寶藏》第二期,三大珍稀國寶,每一段的傳奇故事都令人震撼。今天要提的是不會演戲就不是好主持人的撒貝寧。

撒貝寧這次作為雲夢睡虎地秦簡的守護人出現,他搞怪演繹秦朝公務員喜大人,一臉賤笑,讓人忍俊不禁。

撒貝寧通過演繹這位秦國小吏“喜”,展現了“雲夢睡虎地秦簡”裡記載的大秦律法在政治、經濟、環保、官吏業績考核等多方面的細節措施。

在《國家寶藏》節目中,撒貝寧所守護的國寶也與“法”有著千絲萬縷的聯繫。撒貝寧這段出人意料的表演讓觀眾感受到了“雲夢睡虎地秦簡”在歷史文化方面的意義,現場撒貝寧還邀請到了他的北大師兄——陳振裕教授,作為二十世紀的知名考古專家,他分享了發掘雲夢睡虎地秦簡的故事。

不僅如此,現場撒貝寧還找來了三位“最美漢警”則讓觀眾瞭解了“雲夢睡虎地秦簡”對現實社會還有很多借鑑意義。

現場,武漢東新分局刑偵大隊刑警董盼、武漢洪山分局刑偵大隊法醫韓煦、武漢江岸分局勞動所的社區民警陳妍婷三位“最美漢警”分別展示了雲夢睡虎地秦簡中有關探案手法、法醫鑑定和個人檔案戶籍的記載整理與現代相對應的關係,歷經兩千年仍然有不少重合的部分。

最初對撒貝寧的印象是《今日說法》上不苟言笑嚴肅的法制節目主持人,改觀於央視那檔《了不起的挑戰》和湖南衛視打造的大型場景劇《明星大偵探》,前一檔節目我看的比較少,追的較多的要屬已經播出第三季的《明星大偵探》,而撒貝寧在裡面扮演的每個角色都令人印象深刻,啼笑皆非。

講得了大道理,賣得聊了中年萌,開得起司機車,說得了土方言。沒錯,這就是《明星大偵探》裡的狗頭偵探撒貝寧。

除了《明星大偵探》外,撒貝寧在《脫口秀大會》裡的那句:北大也還可以。瞬間走紅網絡,論炫耀,我只服撒貝寧,感覺這就是個被主持耽誤的喜劇演員呀。


婭婭零不是妖妖靈


是薛定諤基於量子理論中海森堡提出的“不確定性原理”(也叫“測不準原理”)理論所提出的一個思想實驗,其本意是為了展現量子理論的荒誕。

不確定性原理,海森堡與1927年提出的理論,簡單說就是“你不可能同時知道一個粒子的位置和它的速度,粒子的位置與動量不可同時被確定。”

為了反駁這個理論,薛定諤與1935年提出了著名的“薛定諤的貓”的實驗。

將一個貓關在一個外界無法直接觀測的箱子裡,箱子裡有一個毒瓶,放入少量放射性元素。若放射性元素衰變,則會打碎毒瓶毒死貓;若放射性元素沒有衰變,則貓是活著的。

在經典物理中,此時盒子裡的貓不是死了就是活著,只有這兩種結果,而我們只有打開盒子才能確定是哪種結果。

但在量子物理學的世界裡,打開盒子前,貓是在一種“既活著又死了”的狀態中,只有當我們打開盒子進行觀測時,貓才會出現“活著”或者“死了”中某一個確定的狀態,也就是說打開盒子的這個動作決定了貓是死的還是活著。對於有些人來說,這有點唯心的意思,因為正常情況下我們都是在宏觀世界用經典物理思想來思考問題。

薛定諤的貓這個實驗,本是為了辯駁量子理論的荒誕,結果到現在反而有成就量子理論的趨勢。衍生出了“量子疊加”理論、“平行世界”理論等更多有趣的理論。


吃瓜是不可能吃瓜的


解釋起來並不容易,非專業人士試著簡略概述一下。個人見解僅供談笑,不做太過專業的學術討論或是爭辯。

本人的知識有限,可能描述不準確,而且為了以免長篇大論,有興趣可以自行了解黑體輻射,波粒二象性,哥本哈根詮釋,電子雙縫干涉的意義。

首先要說,與其把“薛定諤的貓”看做一個著名的“思想試驗”,不如說是一個經典的量子質疑。

許多人對它的理解忽略了重要的一環,“薛定諤的貓”並不是簡單的“密閉盒子裡,有著致命機關,所以貓生死不明”。被疏忽的重要環節是,“這些致命的機關,由一個電子開關控制,電子開關由一個放射性原子核控制”。

假如這個原子核控制的電子開關,在我們沒有觀察到它的時候,會處於“觸發/沒有觸發”的疊加態中。直到我們觀察它的那一刻,微觀粒子的狀態才會被確定,開關的觸發與否,貓的生與死,都由這一次觀察而確定。

“薛定諤的貓”的意義在於,把微觀的不確定性和宏觀物質聯繫到一起,以微觀粒子干涉宏觀物質。使一隻貓,處於在“生/死”同時存在的疊加狀態,直到觀察者的出現,瞬間決定。

哥本哈根詮釋認為,微觀粒子被觀察以前處於概率的疊加態,是觀察本身決定了微觀物質的狀態。

但薛定諤並不認同,他認為哥本哈根詮釋並不完備。於是他扔出了這隻臭名昭著的,至今未能安息的“貓”。本意在於反駁,反駁,反駁這種“觀察導致波函數坍縮”的理論。

結果引起了近百年來科學界,民科界,還有我們吃瓜界的軒然大波。吃瓜界總是覺得B格滿滿。民科界總是號稱已經解決。科學界在巨大的研究熱情冷卻以後,總是想拿槍直接崩了這隻貓。

所以說,薛定諤是試圖指出一種錯誤,而不是闡述一個“定理”。當然也不是在講一個“表白決定結果”的把妹理論,他更想要探究的還是微觀粒子究竟如何存在,如何運動,如何去觀測和描述。


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