薛定谔的猫是个伪命题吗?自己认为猫活着,媳妇认为猫死了,那猫是活着还是死了呢?

八月映像馆


现在提到薛定谔的猫,都能第一时间想到量子力学,貌似成为了量子力学的代名词。但实际上这只是一个思维实验,最初的目的是用来嘲讽量子力学根本哈根派对于量子力学的诠释。在这一点上来看薛定谔和爱因斯坦是站在同一个阵营的。

在一个密闭的盒子里有一只猫,还有一套装置,主要由放射性元素、一瓶毒药和一个锤子构成。如果放射性元素发生衰变释放出粒子,被接收器探测到的话就会控制锤子下落,打湿毒药瓶,最终猫就可能被毒死。但是在一段时间内放射性元素衰变的概率是百分之五十,这意味着这只猫可能是死的也可能是活的。一切都只有在打开盒子的那一瞬间确认。


但是常规的思维我们知道猫只能是死的或者是活的,而不可能存在既死又活的状态。根本哈根派就提出了两子的不确定性,认为量子是同时处于A和B两种状态,只有当对其进行观测时才会塌缩至一种状态A或者B。

在这里有一个经典的实验双峰干涉实验,把光直接替换为电子,当没有观测的时候电子被莫认为是同时穿过两条缝隙,并且可以形成干涉条纹,而进行观测的时候,电子只穿过一条缝隙并且不能形成干涉条纹。
而薛定谔的猫思维实验被提出就是为了讽刺根本哈根派对于量子力学的诠释。对于薛定谔的猫不在于是谁认为,因为是没有意义的。


科学黑洞


薛定谔的猫就是西方哲学典型的自以为是,同样的论调,我思故我在,我是太阳。

猫死不死与观测者能不能感知到没有关系,观测者感知不到,那是他无知,与猫死不死根本就没关系。

观测者也决定不了猫的生死,猫的生死与观测者一毛钱关系也没有。

这就好像人类在地心说,有一套理论,当时的人们还觉得非常对。后来进入到日心说,再到现在的认知宇宙说。

我们回头看这个过程,宇宙不会叠加给人看,人如果还不能确定自己在宇宙中的地位,就会自大。

实际上在宇宙的视角,银河系与点差不多,太阳系都不存在,不会有地球,甚至都不会有光与光子,光与光子只是在人类的视角中存在,无论宏观与微观都不存在人类看到的光。

如果人类还以上帝视角这种垃圾视角去看问题,得出的结论怎么可能正确。

宇宙可能就那么大,但宇宙从深度来说却存在参照系,比如宏观视角与微观视角,看到宇宙的形态并不相同,甚至规则不尽相同。

上帝视角绕过了规则,而规则在参照系中却起到至关重要的作用。

规则是不可逾越的,上帝视角并不存在,这个宇宙也没有真理,倒是存在规则的约束。


亦路514


这是一个诡辩性质的思想实验:猫的死活与人看与不看有什么关系?猫有可能即死又活吗!在没有人类出现以前,地球上的各类生物的生死与人有关系吗?!

首先,量子叠加态是不可能存在的:因为量子力学自身定义的量子态为自然整数0,1,2,3,......。如果存在叠加态,就会出现0~1或1~2间的中间态,且这种中间态可以是任意数值,最后会形成非离散的连续态,破坏了量子态只能为自然整数的约定!

其次,人类的观察不可能改变事物的存在方式,除非你对其进行了某种干扰。但观察有主动与被动两类:主动观测可能影响观察对象,但被动观察就不应该影响观察对象了。就如主动雷达会让对方容易发现你,但被动雷达对方就不易发现一样!

再者,客观事物在任意特定时刻只能处于某一特定的空间位置和特定的状态中,不可能同时位置二个或二个以上位置上,也不可能处于两种或两种以上状态中。特别是带质量和电荷的物质,由于任意特定时刻时,任意空间位置上的万有引力场和电磁场的大小与方向均只能为唯一值,因此,宇宙间所有带质量和电荷的物质也只能位置唯一的空间位置上。否则,就会出来特定时刻的特定空间位置上存在多个万有引力和电磁场场值,这是违背客观规律和事实的。

有兴趣的朋友可进一步查阅如下文章:


彭晓韬


首先,薛定谔的猫是一个假象实验,不要太当真,为了更形象你描述微观世界叠加态的诡异性和不可思议性,现实的宏观世界当然不会存在真正的薛定谔的猫!

而按照量子力学微观世界的理解,薛定谔的猫确实能够存在,它既不是你认为的活着的猫,也不是你媳妇认为的死了的猫,而真的是既死又活的猫,也就是说,猫处于活和死的叠加态,不是你认为的“要么死,要么活着”!

是不是疯了?

疯就对了,不疯怎么能体验到量子世界叠加态的诡异性呢?

可能你会说,想知道是死是活,打开猫所在的箱子不就知道了?确实可以,但在你打开箱子的那一刻,猫就从生和死的叠加态坍缩为死或者死的本征态!也就是说从既死又活变为是死或者是活的!

当然,这种描述还是想更好地形容微观世界的不确定性,那里的一切都只能用概率来描述,没有任何东西是确定的,我们不可能同时测量到一个微观粒子的位置和速度,只能用波函数来描述!

所以说,你和你媳妇的观点都是对的,也都是错的,想知道对错,打开猫所在的箱子就知道了,而这种行为就是微观世界所谓的“测量”或者“观察”,当然不仅仅是用眼睛观察,任何试图获取微观粒子信息的行为都是观察!


宇宙探索


在上世纪初,量子力学诞生不久,对于量子诡异行为的理解分成了两派。

一派是以爱因斯坦为首的支持定域实在论,认为信息不能超越光速传递(定域性原理),观测行为不会影响被观测物体的行为,即“不管你看不看月亮,月亮都在那里”。

另一派是以玻尔和海森堡为首的支持哥本哈根诠释。哥本哈根诠释认为量子的行为是随机的、概率性的,可以用波函数进行描述。观测的行为会影响到量子的行为。但宏观物体依然遵循经典世界的规律。

图:薛定谔



在哥本哈根诠释里,一个粒子可能是上旋的,也可能是下旋的,对于量子来说,这两个行为可以同时存在,这就是叠加性原理。对于这个原理,坚持定域实在论的一个大佬薛定谔提出了一个思想实验:将一只猫关在一个盒子里,盒子里有一瓶毒气。毒气的开关由一个放射性原子控制。这个原子的半衰期为一小时,如果它衰变了会释放出一个α粒子,这就会打开毒气开关,然后毒死猫。

图:薛定谔的猫

根据哥本哈根诠释,由于粒子的行为在进行观测前可以是叠加状态。也就是说,放射性粒子可以存在着衰变和没有衰变的叠加状态,对应的猫(宏观物体)也存在着死和活的叠加状态。在没观测前,猫又是死的又是活的!直到打开盒子观测,猫的生死才能决定(波函数坍缩)。

猫当然不可能出现这种又是死又是活的状态,薛定谔想用这只猫说明量子力学是不完备的。这只又死又活的猫弄得玻尔哭笑不得。事实上,单个的量子行为确实是可以这样,我国的量子加密卫星就是利用了这个原理进行加密,而且严格的大贝尔不等式实验也验证了量子的这种随机的行为。但大量的量子在一起的相互干扰会发生退相干,使宏观物体的行为符合经典世界的规律。

这个思想实验本身也是有缺陷的,盒子里的毒气开关对放射性元素的探测行为也会干扰到量子的状态,使其波函数坍缩到一个确定的状态,使猫的生死立判。


讲科学堂


我相信这是"民科"很喜欢讨论的问题之一。但这个问题涉及量子力学(QM)测量的解釋,确实很重要。宏观测量的解释,其中有哥本哈根"正统"派,如玻尔,他认为波函数等等只是人们为每个测量设置的数学工具,根本没有什么微观世界,海森伯则认为波函数代表另一类"潛实在"。他们当然认为“猫"不会处于半生半死的反常识状态。他们主要是反对爱因斯坦1935提出的QM不完备主張。还有其它QM测量解释,最重要的是Everett在上世纪50年代提出的"多世界"解释,它认为测量不会使波函数塌缩,测量不会改变波函数正常的U发展。多世界解释保证了波函数的物理实在性,又保证了U发展的物理实在性。按照多世界观点,"猫"存在于无数的平行世界中,有的"死",有的“活",还有无数其它可能的世界,包括我们这些所谓观察者,包括所有机械,放射源,盒子等等,都处于分裂的平行世界中,这些世界完全符合QM相应概率而分佈着。量子论如果用于宇宙初期,则其概率分佈是主导的,于是我们应用平行世界解释,便又产生了无数初始宇宙的多重宇宙解释。


用户3867041758145


一切的一切,还是要从光的双缝干涉实验说起,如下图所示,光通过纸板上的两条缝之后,会在背景板上形成明暗相间的条纹,这是因为光不仅是一种粒子,它也是一种波。

光波在通过纸板上的两条缝之后,在出口处发生了干涉,于是明暗相间的干涉条纹就这么产生了,那么这个实验最早是由一名叫做托马斯·杨的科学家完成,于是该实验就叫杨氏双缝干涉实验。

杨氏双缝干涉实验,实际上完美的证明了光具有波动性,这个实验本来到此就应该结束了,但后来随着科学的进步,科学家们发现电子似乎也具有波粒二象性。

于是一些科学家们就用电子来进行双缝干涉实验,结果和光的双缝干涉实验差不多,电子在通过纸板上的两条缝之后,也出现了明暗相间的干涉条纹。

但电子双缝干涉实验有一个问题,就是科学家曾经尝试着将电子一个一个单独发射出去,结果这些电子在通过双缝之后,依然在背景板形成了明暗相间的条纹,但这样的结果是令人费解的。

因为对于这些单独被发射出去的电子来说,它是怎么知道之前被发射的电子落在什么地方,之后发射的电子又落在什么地方,如果这些电子不知道的话,那么电子通过纸板上的双缝之后,显示出来的图案应该是杂乱无章的。

科学家经过仔细的研究之后,给出了一个他们自己都不相信的答案,就是每一个电子都同时穿过了两条缝,但怎么可能呢,你能想象一个足球同时进入两个球门吗。

所以为了搞清楚电子的行走路径,科学家们给纸板上的两条缝都装上了探测器,这样就可以检测出来电子是不是同时穿过了两条缝。

最终的结果是没有答案,科学家们发现探测器是有了,但干涉条纹却消失了,而当它们拆掉探测器之后,干涉条纹又出现了,那么面对如此怪异的实验结果,哥本哈根学派是这么解释的。

他们认为电子在没有被测量之前,它处于一种量子叠加状态当中,此时它既有可能通过左边这条缝,也有可能通过右边这条缝,电子就是以这种概率波的形式,同时穿过了两条缝。

但电子的传播路径被一旦探测器监测到。它的量子叠加态就被打破了,此时它只会选择进入其中一条缝,干涉条纹自然而然就不存在了。

哥本哈根学派的解释,并未得到许多人的认可,例如爱因斯坦和薛定谔就曾激烈的反对过,那么薛定谔为了证明电子的“量子叠加态”是荒谬的,于是就提出了薛定谔的猫。


现在有一个原子,这个原子有50%的概率会衰变,那么我们把这个原子和一个毒气开关连在一起,一旦这个原子发生衰变,就会释放出毒气毒死盒子的猫。

哥本哈根学派是这么解释的,只要我们不观测这个原子的状态,这个原子就处于衰变和不衰变的叠加状态当中,而盒子里的猫也处于活着和死亡两种叠加态当中。

那么一旦我们打开盒子,原子的量子叠加态就会被打破,届时它会随机坍塌成一种结果出现在我们面前。

薛定谔的猫不仅没有推翻哥本哈根学派的解释,反而成为了目前最为靠谱的答案,这恐怕连薛定谔自己都没想到,所以你们明白了么……


种植恒星


薛定谔的猫并不是一个伪命题,只是由薛定谔提出的一个思想实验。


薛定谔的猫主要讲的是什么?

将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。

但是是不可能存在即死又活的猫,则必须在打开箱子后才知道结果。

这个思想实验主要是讲量子物理中的叠加态现象。也是测不准原理的另外一种说法。


所以总的来说,要判断那个猫是活着还是死了,看你怎么看,是活着也可以,是死的也可以。


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Researcher


薛定谔猫论

随着量子力学的发现,物质的属性增加了纠缠、增加了叠加、增加了叠加态,就这一点点发现对人类就是一个巨大的贡献,用事实说话,用实验来说话,没有做过这方面实验的人是根本理解不了的,理解的也就是一点皮毛,这种切身体会,亲眼所见所闻,让你感受到 薛定谔猫论 原理是客观的、真实的、是一种是真相、是存在的,虽然有些奇怪,有一些奇谈怪论,真相就是这样。至于计算公式的方向那是另外一回事,我只讲原理,只讲客观,原理有了、道理有了,只是我们进一步利用这种方法还不太成熟,目前来说还没有直接找到,因为光量子光子这种不稳定性实在是很难掌控,这种不规则惯性运动的状态,光子随时可以改变其状态,光子的内部、外部环境使其光子的状态不断在变化、改变中。无论光子有多么诡异,它也有自己的运动规律,这种规律是不可以轻易改变的,一旦改变,不死就是活,在死活中反复运动,在诡异中光子直至消失。薛定谔猫论虽然不确定性,不稳定性,莫凌两可,也正是因为这种莫凌两可间的默认,才有了地球环境的层次。


聊天选手九段


我觉得所谓的"薛定谔的猫"只不过是薛定谔为了将微观世界的奇妙现象表现在宏观世界中以便我们能够更直观的了解微观世界的所谓法则。实际上这个实验很难做,宏观的物体(猫)也不可能同时处于生和死的叠加态。

微观世界的许多现象都不符合我们所理解的物理世界,有一些甚至完全颠覆我们的认识。大家可以去了解一下电子双缝干涉、波粒二象性等,仔细想想这些现象都令人感觉有点恐怖了,恐怖到怀疑这个世界的真实性。但这些现象是真实存在的,薛定谔只不过把这个微观现象宏观化,就实验本身而言并没有什么特殊之处。

这个实验的重点是用微观世界的一种状态改变来控制宏观世界的一个现象的发生。而微观世界在观察前和观察时的状态是不一样的,这就是所谓的叠加。因此引申到宏观世界也会是一种叠加态。这个实验无解,因为我们不观察就不知道它是死是活,只能说它处在生死的叠加状态中,但我们一旦观察,它就瞬间坍缩到一种状态,或者死,或者活。

实际上猫不会处在又死又活的状态,只能在其中一种状态。但一个由微观活动控制的开关使得我们可以用宏观世界来表示微观。因此,这只能是一个思想实验,实际情况猫只能在一种状态,因为宏观世界是确定的。但这个思想实验对我们了解微观世界提供了一个很大的帮助。不得不说薛定谔真是一个天才。


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