薛定諤的貓這個實驗想要證明什麼?這個實驗現實嗎?

向紓孜


薛定諤的貓實驗是一個思想實驗,無法在現實中完成。他是用宏觀世界來描述微觀世界的不確定性。


在量子理論發展的初期愛因斯坦和波爾一直爭論一個話題,那就是量子力學中的不確定性原理,在當時愛因斯坦非常堅持實在論,並且還和其他科學家提出愛波羅佯謬來批評哥本哈根詮釋,兩人甚至展開了世紀論戰。


其中愛因斯坦的好朋友薛定諤也支持愛因斯坦的觀點,並站在他這邊,於是就設計出了薛定諤的貓思想實驗,想來諷刺反駁波爾

這個思想實驗的大概意思就是,將一個貓放入一個密封的盒子中,裡面放入少量的放射性物質和一個毒氣瓶,如果放射性物質發生衰變就會啟動開關打碎毒氣瓶將貓毒死,而放射性物質衰變的概率為百分之五十,也就是說貓可能是死的,也可能是活的,但是我們沒有觀察之前無法知道,只有我們在打開盒子才會知道貓的生死。



而在量子理論中認為,在未打開盒子之前,貓是處於生死疊加態,當我們打開盒子就會從兩種狀態坍縮為一種狀態。因為微觀粒子在沒有觀測之前就是處於兩種不同的狀態,只有我們在觀測時才會從量子態坍縮為明確態。

也正是如此,薛定諤將微觀粒子的疊加態通過宏觀尺度來批判量子理論具有瑕疵,貓要麼是死的要麼是活的,不可能存在疊加狀態。


宇宙探索未解之迷


“薛定諤的貓”屬於一個思維實驗,很多人不瞭解這個實驗的真正含義,但是也都聽別人提過這個實驗。這個思維實驗的提出,最初目的是為了反對哥本哈根派的不確定性原理,屬於思維實驗並不是現實生活中所做的實驗。

二十世紀物理學有兩大支柱:相對論和量子力學,這兩個理論的提出是以19世紀末邁克爾遜-莫雷飾演沒有測出以太的存在,以及黑體輻射實驗結果和理論的不相符為背景。以太是牛頓時代提出來的概念,被認為是宇宙空間中廣泛存在的一種“物質”,是光傳播的介質,一直以來雖然沒有被實驗出來,但主流科學是堅信以太存在的。



但是當邁克爾遜-莫雷飾演結束後得出的結論讓大家大吃一驚,沒有證明以太的存在恰恰相反卻證明以太不存在,這讓很多經典物理學家坐不住了,因此針對這個問題給出很多的解釋,大多數都認為實驗本身出了問題。但有一位卻不是這樣想,他就是26歲的愛因斯坦,1905年愛因斯坦以光速不變、以太不存在為前提提出了狹義相對論,十年後1916年把引力加入到自己的理論體系,提出了廣義相對論。


在二十世紀初的時候愛因斯坦的相對論驚為天人,即使是諾貝爾獎也不敢頒佈給愛因斯坦的相對論,最終把諾獎授予了愛因斯坦另外一個理論-光電效應。但是隨著發展全世界的物理學家都對愛因斯坦的相對論進行研究,逐漸的認識到了愛因斯坦的偉大。而量子力學的提出愛因斯坦也是舉足輕重的奠基人,但是隨著發展哥本哈根派的介入,讓量子力學走入了另外一條路。

這一條路是愛因斯坦無法接收的,一個量子同時處於多種狀態,只有觀測的時候才變成一種狀態,愛因斯坦諷刺的提出:上帝還擲骰子嗎?就表達了自己對於不確定性原理的觀點是不贊同的。其實不僅僅是愛因斯坦,很多老一派物理學家都不能理解哥本哈根派關於量子力學的一些詮釋,其中薛定諤就是其中之一。



1935年這位奧地利的物理學家提出了著名的思維實驗,被人稱為“薛定諤的貓”,簡單理解講述的就是有關貓生死疊加的故事。大體意思就是一個密閉盒子裡關著一隻貓和一套裝置,這套裝置有50%的概率會觸發,之後致貓死亡,但有50%的幾率貓不會有事。那麼在不打開盒子的時候,貓不知死活也就是既死又活的疊加態,那麼這個時候問題就出現了,宏觀中的貓可能存在這種狀態嗎?薛定諤藉此來反問嘲諷哥本哈根派,一個量子同時處於A狀態和B狀態的理論。


當然現在我們知道量子力學的應用有自己的“一畝三分地”,並不是在所有條件下都適用的,在宏觀狀態下不確定性原理就不適應。因為一個宏觀物體是數不清的微觀量子構成,它們之間相互作用表現出的整體就是沒有疊加態的。薛定諤的貓思維實驗最初的目的是諷刺哥本哈根派對於量子力學的詮釋,但誰都想不到的是現在薛定諤的貓貌似已經變成了量子力學的代名詞。

愛因斯坦等一眾人和量子力學根本哈根派的論戰,可以說最後是以失敗而告終,但是這整個論戰的過程卻也推動了量子力學的發展,這就是最有利的一面。



科學黑洞


這個思想試驗構想目的是將微觀上的疊加態投射到宏觀,通過貓同時具有生死態來說明量子力學的荒誕,而結果卻又反證了量子力學所揭示的事物本質或許確實如此。

正如量子計算機原理一樣,普通計算機處理數據,原本單純代表0或1其中一個態,而量子計算機同時可以擁有0和1的疊加態,以此提高遠算速度。

這個概念有違常規邏輯及認識,但是我們要明白常規邏輯只是建立在日常經驗上,本身也是思維的習慣及方式,並無絕對的正確性。所以有違常規的不見得就是不合理不存在的。或許瞭解這些事物本質上的東西,可以使我們明白世界沒有非黑即白那麼直接,也能改變一下固有的人生觀及世界觀吧。


時空不在


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莫名VIVO


薛定鄂的貓就是要否定量子的同時存在兩個狀態,一種狀態的活貓,另一個狀態是死貓。筆者研究了光子,當光子只有電場能量時,光子由121個正電荷排列成的弦是正弦函數波形的一個波包:當左側的第一個電荷帶有光子的動能時,意味著光子開始由電場能量向磁場能量的轉化;當最右側的電荷帶有光子的動能時,意味著光子的磁荷全部轉化成了電場能量。電荷e與磁荷Q=2πfe性質是不同的:電荷代表著靜電能量,磁荷是旋轉的電荷;但是,兩者又是一樣的?——體現了電場與磁場的能量相互轉化;不要忘了,正弦函數的週期T=2π=1/f,則有Q=2πfe=e。帶有動能的磁荷有其自身的存在位置,由這個動能磁荷轉化成的動能電荷的確在另一個位置,兩者同時存在意味著動能磁荷轉化成動能電荷——不需要時間。薛定鄂錯在把光子(量子)當成了一個質點?一個質點的動能只有光子的一半,另一半能量找不到了。

以下內容,是針對曲昭偉教授的提問:‘’自由空間,它也會向4周擴散,不擴散傳播就不是波,那就是粒子‘’。光子是由121個正電荷排列組成的一個正弦函數波形包,其左側的第一個電荷帶有光子的動能。假設靜止質量為零的電荷受到了光子自身其他電荷施與的電場力為F,以加速度a運動;根據牛頓第二定律,這個電荷所受力F=0×a=0。電荷不受力,憑什麼擴散?動能電荷的電場E=2mcf/e,式中mc為光子的動量,f為光子的頻率,e為正電子的電量。電子吸收了光子的動能之後,還需要受靜電荷的電場引力,一直在弦上加速;弦沒了,光子的能量都被電子給弄去了。

以下內容,是針對袁燦倫先生:‘’你還數得那麼精確,是怎麼數的121?說來聽聽吧!‘’。2012年,我的論文《愛因斯坦沒有想到的光子波動新方程》被愛斯維爾出版集團主辦的《物理快報B》(影響因子6)送於外審。4個排版頁面的文章就是在計算光子的電荷數量。參考文獻就是我在國內發表的3篇論文《電磁波與萬有引力》、《電磁波與萬有引力——瀋陽怪坡現象理論新見》(重慶大學學報)、《瀋陽怪坡現象理論新見》(中國老科學技術工作者協會主辦)。光子的弦長度可以計算求得L≈2.5λ,其能量為光子能量的一半;電量e是正電子的電量,每個電荷的電壓u是與電荷之間的距離聯繫著的,這個電荷之間的距離對弦長求積分就化為弦長度了。結果電荷數等於n=0.5hf/(ue)……


用戶2174883468178


1這不是實驗,是個思想試驗。

2這個試驗想要表達波函數在觀察下坍塌的情況。

3這個試驗的意義在於,提出了量子力學領域,觀察可能對試驗本身造成破壞,從而造成部分量子領域的試驗結果不可知,不可測,


破曉修羅


我覺得這個實驗最終是提出了一個哲學問題,是我觀察了這個宇宙,才有了這個宇宙的樣貌,還是這個宇宙的客觀存在與我無關?


阿愷418


薛定諤貓的觀點就是想改變人的以知來理解量子,其實箱子裡就一隻貓,不帶粒子輻射等等條件,在你沒看到貓時也有這幾種猜測。即貓活,貓死和與你不知道情況下的貓即生又死。薛定諤貓理論沒有意義。


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