薛定谔的猫是什么?为什么会一会死,一会活呢?


“薛定谔的猫 。死在了这个世界 。”
这是20世纪80年代当红乐队“恐惧之泪”( Tears for Fears)的一首歌曲名称 。说明“薛定谔的猫”在当时就成为了一个流行文化元素 。
这里更正一下题主的说法:薛定谔的猫不是一会儿死、一会儿活(这也太可怕了) 。而是又死又活(似乎也好不到哪儿去) 。准确的讲 。是在被观察测量前 。它处于一种死\活的叠加态 。
量子物理认为 。一个粒子在被观测前 。它并不是一个实实在在的东西 。而是一团虚无缥缈、在空间中弥漫散开的波 。其行为特征只能用波函数来描述 。记住重点:被观测前 。我们谈论的并不是一个实体 。用经典量子力学哥本哈根派领袖人物玻尔的话来说:在观测前 。谈论一个粒子的行为是无意义的 。
但是 。一旦实施观测 。微粒将立即呈现出粒子的所有特性 。“变身”为一个实实在在的粒子 。用术语讲 。它的波函数“坍缩”了 。
这种理论引起了当时物理界很多人的质疑 。包括大名鼎鼎的爱因斯坦、还有号称“物理界之段正淳”的薛定谔(这个外号是我给他起的 。调剂一下 。不过薛定谔的情人确实不少^_^)
薛定谔在1935年发表了论文《量子力学的现状》 。其中描述了一个假想的实验 。这个实验在后来就被称为“薛定谔的猫” 。
具体思路其实非常简单:在一个不透明的箱子里放一个原子、一套装置、一个毒气瓶、一个可怜的喵星人 。原子如果衰变放出一个中子 。就通过这套装置打破毒气瓶 。喵星人死翘翘 。原子如果不衰变 。装置就不启动 。喵星人活蹦乱跳 。
问题是被观测前 。原子的状态是不确定的 。处于一种衰变\不衰变的叠加态 。那么 。那只可怜的猫也就处于死\活的叠加态 。
“薛定谔的猫”最可怕之处在于 。它把原本是微观世界粒子的特征 。延伸到了我们的宏观世界 。一次“观测行为”就能决定一只猫的生死 。这怎么想都有点让人毛骨悚然 。更糟糕的是 。它把“意识”这个东东(观测需要一个有“意识”的生命)带进了物理学 。要命的是 。科学家对于“意识”连个定义都没有呢!什么是“意识”?人有意识 。猫有意识吗?小强呢?细菌呢?
虽然不可思议 。但是量子力学理论不得不承认:是的 。这个世界就是这样的 。
为了解决意识问题 。量子力学衍生出了很多理论 。如多宇宙理论等 。但都各有缺陷 。目前量子理论在应用方面取得很大的成就 。但在理论方面尚未有决定性的突破 。由超弦理论发展出的M理论被认为是最有前景的 。它有望统一所有粒子和基本力 。解释很多我们目前尚难解释的问题 。
好了 。这就是关于“薛定谔的猫”最通俗的大白话解释 。希望说清楚了 。作者纯手打原创 。喜欢的还烦请为我点个赞 。感谢阅读!
其他观点:
相信很多人都听说过“薛定谔的猫” 。即使对物理学不是很感兴趣的人 。但不少人对“薛定谔的猫”理解有些片面!
简单说 。“薛定谔的猫”是薛定谔提出的一个思想实验 。用于在宏观现实中描述量子世界诡异的叠加态和不确定性 。让人们更加直观地了解量子世界到底多么地诡异!
那么“薛定谔的猫”到底说的什么?
首先 。猫并不是一会活 。一会死 。而是处于“活和死的叠加态” 。也可以说“既是活的又是死的”!
常理理解 。这怎么可能呢?要么活的 。要么死的 。怎么可能既是活又是死的呢?
但按照量子世界的理解 。确实是这样 。
“薛定谔的猫”是这样一个思想实验 。猫放在一个箱子里 。箱子里有一个可以致死的毒气瓶 。而毒气瓶的开关被可以衰变的放射性物质控制 。放射性物质有50%的几率衰变或不衰变 。也就是处于衰变和不衰变的叠加态 。这种叠加态是真实存在的!
在我们现实经典世界里 。猫必然只存在一种状态:要么死要么活 。但在量子世界 。装有猫的箱子是一种不确定性的波态 。既猫生死叠加态 。只有打开箱子的那一刻 。才能确定猫的生死!
其他观点:
这个实验已经流传了几十年了 。而量子力学早已今非昔比 。当初薛定谔构建实验的关键点 。包括爱因斯坦赞赏这个假设实验对量子力学提出的质疑 。用现代的量子力学来看其实他们当初使劲都使错了地方 。

薛定谔的猫是什么?为什么会一会死,一会活呢?

文章插图
下面我说说实验本身及关键点与目的 。但我们不能停留在过去 。所以我会给简单说一下现代的升级版量子力学 。然后我们回过头分析两者间的问题所在 。让你通过这篇文章超过爱因斯坦与薛定谔对于量子力学的部分认识 。这是你赶超伟人的机会 。

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