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薛定谔的猫 , 相信大家多听说过 , 一个非常著名的思想实验 , 实验中的猫被描述成一只“既死又活”的猫 , 这样的猫真的存在吗?
实验其实并不复杂 , 一个密封的箱子 , 一个毒气瓶 , 一个开关 , 还有放射性原子 。 放射性原子衰变与否能控制开关 , 开关打开时 , 就会释放毒气 , 猫就死亡了 。 开关关闭时 , 不会释放毒气 , 猫就能活下来 。
由于放射性原子的衰变是随机的行为 , 我们无法确定什么时候衰变(衰变与不衰变的叠加态) , 开关的状态也没法确定 , 那么猫就可能处于生死的叠加态中 , 只有当我们打开箱子亲眼看一下 , 才知道最终的结果到底如何 。
由此就引发了一个问题:量子的叠加态是何时终止的呢?
无论如何终止 , 都避免不了一个结果:猫处于生死的叠加态 。 这太不符合常理了 , 现实中怎么可能存在这样的猫呢?要么死 , 要么活 , 不可能“既死又活”!
薛定谔提出“薛定谔的猫”这个思想实验的目的其实就是为了讽刺哥本哈根学派关于量子力学“不确定性”的诠释 , 对于这种讽刺 , 以波尔为首的哥本哈根学派也给出了自己的诠释 。
第一种就是波函数概率诠释 , 强调薛定谔方程中的波函数其实是一种概率波 , 只能计算微观粒子在某个位置出现的概率 , 我们只能观测到一种结果 , 而不能预测到想要的结果 。
玻恩本人也因为提出了概率诠释获得了诺贝尔物理学奖 。
还有波尔的互补原理 , 简单讲就是 , 微观世界里 , 量子力学的各种诡异现象表现得很明显 , 但并不违反宏观上的观测 。 说白了 , 在大量微观粒子为背景的情况下 , 量子系统的运动规律仍旧表现出符合经典力学的现象 。
还有后来的退相干诠释 , 意思是说:猫不可能处于生死的叠加态 , 因为猫所在的环境肯定会影响到猫的状态 , 让猫成为生或死的状态 , 而不是既死又活 。
还有其他解释 , 这里不再详述了 。 一个简单的思想实验 , 引发了这么多的思考 , 还有以波尔和爱因斯坦为首的两大阵营的辩论 。
虽然薛定谔的猫这个思想实验到如今也没有完全得到解释 , 但在不经意间确实推动了量子力学的发展 。
【解读“薛定谔的猫”,真的存在“既死又活”的猫吗?】目前来看 , 物理学界还是倾向接受“哥本哈根学派”的诠释 , 简单说就是叠加态和不确定性 。 而爱因斯坦学薛定谔等人坚持认为“哥本哈根诠释”是不完美的 , 肯定不是量子世界的本质 , 还会有某种隐藏更深的隐变量没有被发现 , 所以才会导致量子力学的诡异性 。
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