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薛定谔的猫到底是什么意思知乎
薛定谔的猫是薛定谔提出的关于量子力学的一大著名思想实验,因为提出的假想主体是猫,提出人是薛定谔,所以这个特别的思想实验称为“薛定谔的猫”,与芝诺的龟,拉普拉斯兽,麦克斯韦妖合称为物理届四大神兽。
薛定谔的猫这一思想是这样的,假如把一只猫装进一只密闭容器里,容器里同时有用电子开关控制的一个小锤子,小锤子下面是一个装着剧毒氰化物的玻璃瓶,电子开关由镭控制,镭的衰变具有不确定性,所以一旦衰变,就会触发电子开关,小锤子会打碎玻璃瓶,释放出氰化物,杀死猫。也同样是因为镭的衰变并不是百分之百的,所以还有可能镭不会衰变,小锤子一直不动,猫会存活。
可是在密闭容器打开之前,谁也不知道猫是活着的还是死了,只有打开容器后才能知道,但是研究的就是密闭容器打开之前猫的状态,是存活还是死亡?
这个实验是把微观物质雷的原子核衰变,和宏观物质猫相互联系在一起,根据量子理论的说法,这个世界的微观世界是由波和粒子两种形式组成,两种形式是可以互相转换的,通常是以粒子和波的混合状态存在,但是一旦进行观测,就都会变成粒子。
因为微观物质具有这样的不确定性,将他和宏观物质联系在一起,就有了薛定谔的猫这样在密闭容器里,还未观测时,是即死又生的状态。可是猫怎么可能既活着又死了呢?这违背常理,所以薛定谔的猫成了悖论,同时衍生了很多很有趣的说法。
比如现在很经典的一种小说设定,平行世界论,放在薛定谔的猫身上就是在密闭容器里,活着的猫和死去的猫是共同存在的,是混沌态的,身处不同的世界,在打开容器前,谁也不知道究竟身处哪个平行世界。可是我们一但打开容器,两个世界会分开,一个呈现在我们眼前,另一个则不受干扰在另一个世纪继续发展。还有很多吃瓜群众会戏称,我看到你的时候,你在这里,我没看你的时候,你就可能是不存在的,并借此逃避现实。
薛定谔的猫什么意思
1、薛定谔的猫(英文名称:Erwin Schr?dinger's Cat)是奥地利著名物理学家薛定谔(Erwin Schr?dinger, 1887年8月12日——1961年1月4日)提出的一个思想实验,是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。
2、根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。但是,不可能存在既死又活的猫,则必须在打开容器后才知道结果。
3、该实验试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来,以此求证观测介入时量子的存在形式。随着量子物理学的发展,薛定谔的猫还延伸出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。
一狗俩猫到底是什么意思
“薛定谔的猫”是奥地利著名物理学家薛定谔提出的一个理想实验。
假设一只猫被关在了包括下述“痛苦装置”的盒子,猫自己不能操纵这个装置。一个带有很少放射性物质的盖革计数器放在盒子里,这样一小时中或许有一个原子衰变,则计数器反应并通过一个继电器扳动一个小锤,打碎氰化物小瓶。人们让这个系统放上一小时后,猫可能还是活着的,如果这中间没有原子衰变;而如果第一个原子发生了衰变,猫将会被毒死。
最初薛定谔提出这个思想实验,是为了反驳“哥本哈根学派”的理论。
以波尔为首的“哥本哈根流派”的观点认为,量子力学非常完备,解的随机性是微观世界的基本规律,没有任何我们尚不知道的原因。
他们认为量子力学中的随机性是“真正的随机”,这种随机是本质上的东西,是不存在信息缺失的,即使有人知道一切,他也无法搞清楚面前的这个粒子是否会衰变;这个粒子的随机性既然是本质的,那么在观测前它必然不倾向于任何一种状态,所以只能是处于衰变和不衰变两种状态叠加。
而薛定谔则认为这个理论非常荒唐,他们的观点是“量子力学中解的随机性是由于缺少信息造成的”,于是提出了这个思想实验,把微观粒子处于衰变和不衰变的叠加态变成了猫的生死叠加态——用“哥本哈根学派”的理论去解释,那么猫就会呈现一个“不死不活”的叠加态,而这根本是不可能的。
薛定谔试图用这个思想实验阐述宏观尺度是否遵从微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观放射源和宏观的猫联系起来,以此证明量子力学在宏观状态下的不完备性。
而“哥本哈根学派”对此的解释是:观察者的存在对实验造成了影响。盒子里的猫本是处于活猫和死猫概率叠加的状态,但在“观察”这一动作发生的一瞬间,概率发生了坍塌,盒子里的猫变成了一只活猫或者死猫。
直到两派代表人物去世,这两种观点依旧争论不休。随着物理学的发展,薛定谔的猫还牵引出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。
薛定谔的猫是什么意思梗
薛定谔的猫 是薛定谔设计的一个思想实验,目的是对「人类意识具有特殊的独特地位」说法进行的嘲讽。划重点,嘲讽,或者说反讽。
它的意思是:如果哥本哈根派物理学家们认为人类意识具有特殊地位,那么按照薛定谔的实验操作,就会制造一只即死又活的猫,而即死又活的猫显然是荒谬的。从而,薛定谔暗示,人类意识决定波函数坍缩,这个观点是荒谬的,爱因斯坦也这么认为。
以上用通俗的语言,介绍了薛定谔的猫的来历。下面来说说详细情况。
在量子物理中,认为微观粒子本身处于波函数定义的所有状态的叠加态,只有当对该微观粒子的具体状态进行测量时,波函数才坍缩到某个特定的值,你才能知道该粒子究竟处于什么状态。
有关「观测导致波函数坍缩」这一点,虽然有争议,但基本上还算是主流观点,有异议的是「什么叫做观测」。
A:一种学派认为,只有触发了人类的意识,才被视为观测,而仪器的测量不视为观测,阿猫阿狗的意识也不视为观测。
B:另外一种学派认为,任何形式的有效测量均视为观测,此测量并不要求人类的意识介入。
当然,其实还有其它理论,有关量子物理解释的理论至少能从A排列到M,不过与该话题最相关的理论就是以上所说的两个。
按照学派 A 的观点,叠加态将在观测仪器之间传递,直到最终被人类意识观测到为止。
换句话说,在A观点中,假定某个粒子存在 0,1 两种状态,但在波函数坍缩之前它处于所有状态的叠加。使用某个电子仪器观测粒子的状态不会导致波函数坍缩,而是导致该电子仪器进入观测到 0 与 1 的叠加态,如果该电子仪器将观测的结果打印到打印纸上,则这张打印纸也会呈现打印 0 以及打印 1 的叠加态,这张纸片在被具有意识的人类(死人显然不算)看见的那一瞬间,坍缩到某个特定的状态(打印0或者打印1)。——因此,按照A学派观点,薛定谔制造的一系列仪器,将最终测量结果传递给猫,整套仪器对结果进行了测量因而全进入了叠加态,没有人类意识的介入之前都不会导致波函数坍缩,所以整套仪器,包括最终的猫的死活,都会进入叠加状态,直到被人类意识看见为止,在人类看见的那一瞬间,猫在此之前的命运才被决定。
按照学派 B 的观点,结果就完全不同,因为有效的测量均会导致波函数坍缩,而实验中的盖革计数器就是一种有效的测量。因此,即便没有人类,用仪器去测量时微观粒子的波函数也依然会产生坍缩,仪器本身不会处于叠加态而是准确的记录了测量结果,最终传递给猫的「有毒药没毒药」这个信息也同样不会处于叠加态,这只猫显然也并不会处于生死叠加态,在最初仪器检测该粒子的时刻,波函数就已经坍缩,一切就被决定了。
按照学派 B 的观点,叠加态不可在宏观物体间传递,宏观物体对微观粒子的测量可导致波函数坍缩,即便没有人类意识的介入。——如果叠加态允许在宏观物体间传递,那么就会导致薛定谔的猫这样的荒谬结果。这样看来,薛定谔的思想实验本意是用来对学派 A 观点进行归缪。
不过,学派 A 跟学派 B 的观点都不违背量子物理学,因为两者都承认观测导致波函数坍缩,仅仅对于观测的定义有所不同。
目前为止,似乎没有办法通过实验认定学派 A 与学派 B 究竟谁是正确的。无论哪种解释,最终人类观测到的现象都没有区别,虽然学派 A 的观点听起来更加荒谬,但很难认定它就是错的。
所以,时至今天,依然有人认为薛定谔的处于生死叠加态的猫是实际可能存在的,毕竟我们无法证伪学派 A 的观点。但,已经有越来越多的物理学家们支持学派 B 的观点,认为量子物理中对观测的定义应该定义为测量,而这并不需要人类意识的介入。
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