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2023-12-21 12:07 来源:网络 点击:

薛定谔的猫是什么意思通俗(深度长文:如何通俗理解“薛定谔的猫”?这只猫到底是死是活?)

简单来说就是:

将一只猫关在装有机关和毒气的黑盒子里。
机关有可能触发毒气,也有可能不触发毒气。
触发毒气,猫就会死;不触发毒气,猫就活着。
至于猫是死是活,只有你打开盒子的那一瞬间才能知道。

虐猫狂魔薛定谔

因为这个邪恶的思想实验,虐猫科学家薛定谔被无数爱猫人士们钉在了历史的耻辱柱上!

小猫咪到底做错了什么?薛定谔这么欺负猫咪,究竟是人性的扭曲,还是道德的沦丧?

悄悄说一句,爱因斯坦可以说是薛定谔的半个帮凶!

这一切,或许都该从这张照片说起。

这张照片是所有理科生的噩梦!

1927年,一战已经结束,二战还未开始,欧洲大陆拥抱着短暂的和平。但有一个地方却硝烟四起,打破了这份宁静,那就是——比利时的布鲁塞尔,在这里全球最伟大的科学家们齐聚一堂,共同见证了著名的索尔维会议。

合影上的人几乎都是写进物理学历史的大咖,这已经不是“华山论剑”了,而是“世界物理学梦之队”了。但是在众多大咖中,最星光熠熠的两位要数爱因斯坦和波尔了,二人联手贡献了历史级精彩的辩论,这场辩论决定了未来物理学的走向。辩论的主题也很有意思:

爱因斯坦觉得上帝不掷骰子,波尔反之。

等等,爱因斯坦,上帝,骰子,这都是什么乱七八糟的?这和物理有什么关系?听我慢慢道来。

都学过双缝实验吧?听过光的波粒二象性吧?

通过这个实验,波尔总结出了量子世界的三大基本原则:

态叠加原理测不准原则观察者原理

简单来说,在量子世界里,一切物体都是以叠加的状态存在的(比如一个光子,既可能同时在左缝中、在右缝中出现)。然而这个叠加状态是不可能完全准确测量的,而且等我们观察它的时候,它一定是处于一个准确的状态。

波尔所代表的的学派被称为哥本哈根学派

然而,爱因斯坦可不信这个的,照你这么说什么都是不确定的了?他坚信的是因果律,坚信“上帝是不掷骰子的!”于是爱因斯坦和波尔开始了激烈的辩论,一时间杀得昏天黑地。

当初爱因斯坦提出相对论时,有很多权威科学家反对他一样,最终他胜利了。

但就像屠龙成功后,勇士又变成龙。爱因斯坦此时成了反对波尔所代表的“哥本哈根学派”的那个权威科学家(恶龙本龙)。他的这份固执,让很多科学家对他感到失望。波恩说“我们失去了我们的领袖”,艾伦费斯特说“爱因斯坦,我为你感到脸红!”

和波尔的这场论战,他也输得很狼狈。但是他没有放弃,他在等待着下一场论战。三年之后的第六届索维尔会议又在布鲁塞尔召开了,爱因斯坦和波尔这对劲敌,展开了新一轮的巅峰对决。可惜的是,经历了惨痛的较量后,爱因斯坦再次败下阵来,波尔再次赢了。

下一届索尔维会议,爱因斯坦没有参加,但是很快他和其他同事一起提出了EPR理论。这时候轮到虐猫狂人出场了。

薛定谔在爱因斯坦EPR理论的基础上提出了著名的实验——薛定谔的猫。

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。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。

薛定谔的猫,试图从宏观尺度去阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理,但是就我们的常识而言,并不能存在一只既死又活的猫啊!

爱因斯坦没做到的事,薛定谔做到了。哥本哈根学派不得不承认:是的,当我们没有观察时,这只猫确实是又死又活的。

于是,不只是猫,一切在没观察时都是不确定的喽。甚至有人说“当我们不观察时,月亮是不存在的。”

等等,这句话怎么那么像笛卡尔说的“我思故我在”呢?

没错,“薛定谔的猫”后面逐渐从单纯的物理学概念,衍生出了哲学争议和平行宇宙概念。日本著名科幻小说家小林泰三在他最著名的《醉步男》中就说道——“为什么人可以安定地生活,因为波函数可以坍缩”。波函数的坍缩,讲的也是这个量子学的观察,由此他构思出了一种奇妙的时空穿梭和平行宇宙。

波尔和爱因斯坦这对老朋友,终其一生也没有说服过彼此。