薛定谔的猫这个实验想要证明什么?这个实验现实吗?

向纾孜


薛定谔的猫实验是一个思想实验,无法在现实中完成。他是用宏观世界来描述微观世界的不确定性。


在量子理论发展的初期爱因斯坦和波尔一直争论一个话题,那就是量子力学中的不确定性原理,在当时爱因斯坦非常坚持实在论,并且还和其他科学家提出爱波罗佯谬来批评哥本哈根诠释,两人甚至展开了世纪论战。


其中爱因斯坦的好朋友薛定谔也支持爱因斯坦的观点,并站在他这边,于是就设计出了薛定谔的猫思想实验,想来讽刺反驳波尔

这个思想实验的大概意思就是,将一个猫放入一个密封的盒子中,里面放入少量的放射性物质和一个毒气瓶,如果放射性物质发生衰变就会启动开关打碎毒气瓶将猫毒死,而放射性物质衰变的概率为百分之五十,也就是说猫可能是死的,也可能是活的,但是我们没有观察之前无法知道,只有我们在打开盒子才会知道猫的生死。



而在量子理论中认为,在未打开盒子之前,猫是处于生死叠加态,当我们打开盒子就会从两种状态坍缩为一种状态。因为微观粒子在没有观测之前就是处于两种不同的状态,只有我们在观测时才会从量子态坍缩为明确态。

也正是如此,薛定谔将微观粒子的叠加态通过宏观尺度来批判量子理论具有瑕疵,猫要么是死的要么是活的,不可能存在叠加状态。


宇宙探索未解之迷


“薛定谔的猫”属于一个思维实验,很多人不了解这个实验的真正含义,但是也都听别人提过这个实验。这个思维实验的提出,最初目的是为了反对哥本哈根派的不确定性原理,属于思维实验并不是现实生活中所做的实验。

二十世纪物理学有两大支柱:相对论和量子力学,这两个理论的提出是以19世纪末迈克尔逊-莫雷饰演没有测出以太的存在,以及黑体辐射实验结果和理论的不相符为背景。以太是牛顿时代提出来的概念,被认为是宇宙空间中广泛存在的一种“物质”,是光传播的介质,一直以来虽然没有被实验出来,但主流科学是坚信以太存在的。



但是当迈克尔逊-莫雷饰演结束后得出的结论让大家大吃一惊,没有证明以太的存在恰恰相反却证明以太不存在,这让很多经典物理学家坐不住了,因此针对这个问题给出很多的解释,大多数都认为实验本身出了问题。但有一位却不是这样想,他就是26岁的爱因斯坦,1905年爱因斯坦以光速不变、以太不存在为前提提出了狭义相对论,十年后1916年把引力加入到自己的理论体系,提出了广义相对论。


在二十世纪初的时候爱因斯坦的相对论惊为天人,即使是诺贝尔奖也不敢颁布给爱因斯坦的相对论,最终把诺奖授予了爱因斯坦另外一个理论-光电效应。但是随着发展全世界的物理学家都对爱因斯坦的相对论进行研究,逐渐的认识到了爱因斯坦的伟大。而量子力学的提出爱因斯坦也是举足轻重的奠基人,但是随着发展哥本哈根派的介入,让量子力学走入了另外一条路。

这一条路是爱因斯坦无法接收的,一个量子同时处于多种状态,只有观测的时候才变成一种状态,爱因斯坦讽刺的提出:上帝还掷骰子吗?就表达了自己对于不确定性原理的观点是不赞同的。其实不仅仅是爱因斯坦,很多老一派物理学家都不能理解哥本哈根派关于量子力学的一些诠释,其中薛定谔就是其中之一。



1935年这位奥地利的物理学家提出了著名的思维实验,被人称为“薛定谔的猫”,简单理解讲述的就是有关猫生死叠加的故事。大体意思就是一个密闭盒子里关着一只猫和一套装置,这套装置有50%的概率会触发,之后致猫死亡,但有50%的几率猫不会有事。那么在不打开盒子的时候,猫不知死活也就是既死又活的叠加态,那么这个时候问题就出现了,宏观中的猫可能存在这种状态吗?薛定谔借此来反问嘲讽哥本哈根派,一个量子同时处于A状态和B状态的理论。


当然现在我们知道量子力学的应用有自己的“一亩三分地”,并不是在所有条件下都适用的,在宏观状态下不确定性原理就不适应。因为一个宏观物体是数不清的微观量子构成,它们之间相互作用表现出的整体就是没有叠加态的。薛定谔的猫思维实验最初的目的是讽刺哥本哈根派对于量子力学的诠释,但谁都想不到的是现在薛定谔的猫貌似已经变成了量子力学的代名词。

爱因斯坦等一众人和量子力学根本哈根派的论战,可以说最后是以失败而告终,但是这整个论战的过程却也推动了量子力学的发展,这就是最有利的一面。



科学黑洞


这个思想试验构想目的是将微观上的叠加态投射到宏观,通过猫同时具有生死态来说明量子力学的荒诞,而结果却又反证了量子力学所揭示的事物本质或许确实如此。

正如量子计算机原理一样,普通计算机处理数据,原本单纯代表0或1其中一个态,而量子计算机同时可以拥有0和1的叠加态,以此提高远算速度。

这个概念有违常规逻辑及认识,但是我们要明白常规逻辑只是建立在日常经验上,本身也是思维的习惯及方式,并无绝对的正确性。所以有违常规的不见得就是不合理不存在的。或许了解这些事物本质上的东西,可以使我们明白世界没有非黑即白那么直接,也能改变一下固有的人生观及世界观吧。


时空不在


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莫名VIVO


薛定鄂的猫就是要否定量子的同时存在两个状态,一种状态的活猫,另一个状态是死猫。笔者研究了光子,当光子只有电场能量时,光子由121个正电荷排列成的弦是正弦函数波形的一个波包:当左侧的第一个电荷带有光子的动能时,意味着光子开始由电场能量向磁场能量的转化;当最右侧的电荷带有光子的动能时,意味着光子的磁荷全部转化成了电场能量。电荷e与磁荷Q=2πfe性质是不同的:电荷代表着静电能量,磁荷是旋转的电荷;但是,两者又是一样的?——体现了电场与磁场的能量相互转化;不要忘了,正弦函数的周期T=2π=1/f,则有Q=2πfe=e。带有动能的磁荷有其自身的存在位置,由这个动能磁荷转化成的动能电荷的确在另一个位置,两者同时存在意味着动能磁荷转化成动能电荷——不需要时间。薛定鄂错在把光子(量子)当成了一个质点?一个质点的动能只有光子的一半,另一半能量找不到了。

以下内容,是针对曲昭伟教授的提问:‘’自由空间,它也会向4周扩散,不扩散传播就不是波,那就是粒子‘’。光子是由121个正电荷排列组成的一个正弦函数波形包,其左侧的第一个电荷带有光子的动能。假设静止质量为零的电荷受到了光子自身其他电荷施与的电场力为F,以加速度a运动;根据牛顿第二定律,这个电荷所受力F=0×a=0。电荷不受力,凭什么扩散?动能电荷的电场E=2mcf/e,式中mc为光子的动量,f为光子的频率,e为正电子的电量。电子吸收了光子的动能之后,还需要受静电荷的电场引力,一直在弦上加速;弦没了,光子的能量都被电子给弄去了。

以下内容,是针对袁灿伦先生:‘’你还数得那么精确,是怎么数的121?说来听听吧!‘’。2012年,我的论文《爱因斯坦没有想到的光子波动新方程》被爱斯维尔出版集团主办的《物理快报B》(影响因子6)送于外审。4个排版页面的文章就是在计算光子的电荷数量。参考文献就是我在国内发表的3篇论文《电磁波与万有引力》、《电磁波与万有引力——沈阳怪坡现象理论新见》(重庆大学学报)、《沈阳怪坡现象理论新见》(中国老科学技术工作者协会主办)。光子的弦长度可以计算求得L≈2.5λ,其能量为光子能量的一半;电量e是正电子的电量,每个电荷的电压u是与电荷之间的距离联系着的,这个电荷之间的距离对弦长求积分就化为弦长度了。结果电荷数等于n=0.5hf/(ue)……


用户2174883468178


1这不是实验,是个思想试验。

2这个试验想要表达波函数在观察下坍塌的情况。

3这个试验的意义在于,提出了量子力学领域,观察可能对试验本身造成破坏,从而造成部分量子领域的试验结果不可知,不可测,


破晓修罗


我觉得这个实验最终是提出了一个哲学问题,是我观察了这个宇宙,才有了这个宇宙的样貌,还是这个宇宙的客观存在与我无关?


阿恺418


薛定谔猫的观点就是想改变人的以知来理解量子,其实箱子里就一只猫,不带粒子辐射等等条件,在你没看到猫时也有这几种猜测。即猫活,猫死和与你不知道情况下的猫即生又死。薛定谔猫理论没有意义。


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