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薛定谔的猫的真正意义是什么?

时间:2019-04-01 09:34:20 浏览量:
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薛定谔的猫是一个理想状态下有关量子理论的实验。科学家薛定谔把一只猫放进一个不透明而且密闭的盒子里,盒子里有一个盛有毒气的玻璃瓶和一个放射性原子核构成的理想装置。一个小时之内,这个原子核有50%的可能会发生核衰变,一旦衰变,这个毒气瓶就会被打开导致猫死亡。但是你如果不打开盒子,你就不知道猫是活着还是死了。所以在打开盒子之前,这个猫既有可能是死的也有可能是活得。

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但是这个理论的真正意义是什么?要从薛定谔以及量子力学说起。

薛定谔(E.Schrodinger ,1887—1961)是奥地利著名的物理学家,也是量子力学的创始人之一,曾获1933年诺贝尔物理学奖,薛定谔的猫是他在1935年提出的关于量子力学的一个佯谬。这些年来许多物理学家绞尽脑汁,试图解开这个佯谬。直到最近经过一系列精巧的实验,这个问题才逐渐有了眉目。2000年7月,《自然》报道了最新的实验结果。

量子力学是有关电子、原子等微观粒子的理论,它所揭示的微观规律与日常生活中看到的宏观世界很不一样。原子的大小是10的-15次方米,原子核的大小是10的负18次方米。我们平常所能看到的一切,哪怕是最小(最短)的任何东西里面都有不是成千上万。而是数以亿亿计的原子或分子.

薛定谔的猫,则是描述量子力学“叠加态”的一个假设。

叠加态,指的是一颗粒子在同一时间可能处在两种不同的状态里。在宏观世界里,这是不可能的。比如一个人不可能既在家中又在屋外。但是在量子世界里,一个电子,可能处于这个电子云的任何位置。就好比,一个人在家中何处是不确定的。你看他一眼,他可能在任何地方——客厅、厨房、餐厅、卧室或书房都有可能;在你看他之前,就无处不在。

这个规律明显是难理解的,有的科学家甚至拒绝承认某些规律的真实性,比如著名的科学家爱因斯坦。所以薛定谔的这个虚拟实验,更像是一个“同时处于生和死两种状态的猫”的比喻,来解释这种(两种不同性质同时存在的)叠加状态。是一种现象的描述,而不是什么理论或者原理。

这个理论听起来有点像中国“方生方死”的诡辩论。但是这是宏观上的表达。量子力学是关于微观世界的物理,它的准则可能与我们所熟知的物理完全不同。

需要注意的是,在这个实验中,盒子关着的时候,我可以看作还没有对它进行观测。打开盒子的这个动作,从宏观上说可能只是“看一眼”的动作,不会发生什么变化,在微观里就是对它进行测量,相当于,从外界介入了它的状态,他的状态被改变了。

从这个理论可以看出:一切事物的状态都不是确定的,除非进行观测。也就是谢耳朵对penny说道这个理论的初衷。爱因斯坦认为,量子力学只不过是对原子及亚原子粒子行为的一个合理的描述,这是一种唯象理论,它本身不是终极真理。

编辑:夜樱
关键词: 薛定谔的猫
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