薛定谔的猫到底是什么梗?为何一会死一会活,一会既死又活?


薛定谔的猫到底是什么梗?为何一会死一会活,一会既死又活?


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薛定谔的猫到底是什么梗?为何一会死一会活,一会既死又活?


这个实验已经流传了几十年了 , 而量子力学早已今非昔比 。 当初薛定谔构建实验的关键点 , 包括爱因斯坦赞赏这个假设实验对量子力学提出的质疑 , 用现代的量子力学来看其实他们当初使劲都使错了地方 。
下面我说说实验本身及关键点与目的 , 但我们不能停留在过去 , 所以我会给简单说一下现代的升级版量子力学 , 然后我们回过头分析两者间的问题所在 , 让你通过这篇文章超过爱因斯坦与薛定谔对于量子力学的部分认识 , 这是你赶超伟人的机会 。

争论的起因
如果说把量子力学分为已知和未知的两部分 , 那已知部分就是我们可以通过实验观察到的结果“量子纠缠” , “量子隧穿” , “不确定性原理” , 而未知部分就是为什么会产生这些现象 , 爱因斯坦、波尔、薛定谔等大佬都想搞清楚背后的本质 。

经典物理与量子隧穿
如果说量子力学的现象是深渊里射出来的光 , 那么科学家想搞清楚的就是深渊里到底有什么 , 黑暗的世界是如何产生这些光的 。 而大佬们争论的原因就是因为他们对深渊各自做出了解释 , 然而他们的解释各不相同 , 于是就起了争执 。

争论的本质
这一切始于对微观粒子的测量 , 原子的结构并非我们所想的电子有自己的轨道 , 在轨道上运行 。 实际上 , 电子的运动轨迹就像一朵云 , 但是这不是我们所看到的 , 而是通过实验得到的 。 当我们想测量一个物体运行的轨迹时我们需要这个物体的两个量:速度与位置 , 由此我们才能判断它下一刻的位置 , 从而得到它的运行轨迹 。

氢原子(波函数)电子云呈现的分布
然而在实验测量的过程中科学家发现 , 电子的位置和速度根本无法测量 , 他们发现电子的速度和位置都是“规律的随机” , 什么意思?就是它们是按概率分布的 , 但是在这些概率中具体是哪个概率却是随机的 , 无法形成一个有规律的结果 , 让我们无法推断出轨迹 。

通俗的说通过无数次测量 , 我们把测量的情况都标注出来 , 会发现电子构成了一个性状 , 或者说一朵云 , 它会在这朵云中随机出现 , 但是具体在哪我们不知道 , 只有在我们测量的时候它才会给我们一个结果 , 变成一个点 , 好像在说:“看其实我是一个粒子 , 并不是一朵云 , 只是你们不懂我” 。
波尔解释说:它是一个粒子 , 同时出现在云中的所有位置 , 当我们要测量它的时候它会随机选一个位置出现 , 告诉我们它在哪 。
这个解释非常诡异 , 如果它是一个粒子 , 它又为什么会同时出现在那么多位置?难不成它会分身吗?
爱因斯坦说:它就是一个粒子 , 它不可能同时出现在云中的所有位置 。 在你测量之前它就是在那个位置 , 所以我们得到结果并非随机的 , 但具体它会出现在哪 , 我们暂时不清楚 。
美国量子物理学家休·艾弗雷特说:它同时出现在云中的所有位置 , 当你去测量的时候 , 在这个宇宙中它出现在这里 , 在其他平行宇宙中 , 另外一个爱因斯坦或者波尔测得结果是在那里 , 无数个平行宇宙测得结果组合起来又会形成电子云 。
还有十多种理论 , 这里不一一说了 , 反正公说公有理婆说婆有理 。
几十年前的猫——不确定性
有了上面的争执便有了这个假想实验 , 薛定谔描述的是一只猫放在装有少量放射性物质的盒子里 。 当放射性物质衰变时 , 它会触发毒药瓶上的计数器 , 导致毒药瓶被破坏 , 从而杀死猫 。

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