十分钟让你搞懂:薛定谔的猫

知识界的左右君

发布时间:18-05-2514:47

hello,大家好,我是左右,今天我们要分享的知识是--什么是薛定谔的猫?

薛定谔大家应该都知道,他不是中国人,是奥地利著名物理学家,全名叫艾尔温-薛定谔,他是著名的量子力学奠基者之一。他是一位享誉世界的科学家,但他的猫却比他更出名。我们不仅在评论里,还是在视频里,都曾经听说过“薛定谔的猫”这个词汇,可大家真的知道薛定谔的猫到底指的是什么理论吗?今天,就让我们来解开这个谜题,这个答案可能有点抽象,需要认真思考。

薛定谔的猫,这个现象的全称应该是--薛定谔佯谬,哥本哈根派认为,量子系统中的叠加态,会因由和外部世界的相互作用,或被外部世界测量时而变成一种固定态,”薛定谔的猫“这个实验,就是薛定谔最初被用来反驳这一理论而设计的一个理论实验,即量子力学中的叠加态,不会因由和外部世界的相互作用,或被外部世界测量时而变成一种固定态。这个实验目的很重要,记住了才可以进行下面的推理。先让我们来解释量子系统的叠加态是什么。

其实,这就涉及到宏观与微观的差异性,在宏观世界里,我们知道,一个物体,在一个时间所处的位置是固定的,假如你有个习惯,在每个晚上八点拿起手机准时观看我更新的内容,你手机会在2018年5月25日晚上八点在你手掌上,当你你在2018年5月25日晚上八点五分看完内容,把手机放在枕边,你手机就会在2018年5月25日晚上八点五分在你枕边。这是一个确定的位置情况,但在微观世界里,这种情况就会有所不同,举个例子,就拿你身上细胞里的电子来说,这个电子没有“习惯”,就算它曾经在一个时间出现在一个位置十几次,但在下一次,它在这个时间,就处于不同的位置,科学家们就把这个电子会在这个时间里可能出现的几个位置命名为叠加态。叠加态不光是指电子,笔者举这个例子是想说明叠加态的性质-即在微观世界里,一个物体或事件,在一个时间,会出现不同的状态。

搞懂了叠加态是什么之后,解释这个薛定谔的猫就容易多了,薛定谔的猫其实是薛定谔做的一个理论实验,是理论上的,实际没有发生,也不存在这只猫。就像是头脑风暴。

这个理论实验的内容是,把一只猫放进一个封闭的不透明盒子,在这个封闭的盒子里,薛定谔放进了一个放射性原子,一个可以检测原子衰变的装置,和一个毒气释放装置。这个原子在一个小时内有几率发生衰变,如果发生衰变就会被检测装置所检测到,进而激活毒气释放装置,施放毒气杀死猫。那么这个被放进封闭盒子里的猫,就处于一种叠加态。这个猫在一个小时内是生是死?下面的内容需要认真思考。

在打开盒子之前,我们是不知道这个猫是死是活的,这个需要外部世界的观察,按照哥本哈根学派的理论来说,在打开盒子进行外部世界的观察时,猫的生死就会是一个固定的,要么生,要么死,这个理论看起来并没有什么问题,我们是要在打开盒子之后才能确定猫是死是活。客观上,但猫的死活,是不需要外部世界的观察的!早在你观察之前,它的生死就是固定的!

可能有的读者读到这里会有点迷糊,要读懂上一段的内容,就需要先记住这个实验的目的。我在这里再啰嗦解释一遍,希望看懂的读者不要介意。这个实验的目的,是要反驳哥本哈根学派,关于量子系统的叠加态会因由和外部世界的相互作用,或被外部世界测量时而变成一种固定态的理论,参照实验来说,即猫是在被外部世界所观察之后,它的生死才处于一种固定态。但按照客观来说,这个猫,不管你外部观察与否,它的生死早就固定了。这就反驳了哥本哈根学派对量子系统的叠加态的理论,到达了实验目的。亲爱的读者们,你们都懂了吗?如果还是有不懂的,可以在文章下面留言,笔者会尽我所能跟大家解释的。

好了,今天的内容就到这里了,我是左右,欢迎关注点赞,每天,左右都会在这里,跟大家分享千奇百怪的知识,分享这个世界的秘密哦。

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