原子是以“即将衰变”和“不会衰变”的组合状态开始的 , 而放射性物质的原子衰变受量子力学定律的支配 。 也就是说量子力学的定律决定了猫的生死 , 薛定谔把微观世界抽象的概念过渡成了现实问题 。 于是粒子到底是不是随机出现的微观态尺度和猫的生死这种宏观态尺度联系了起来 。
关于生命只有两种可能 , 非死即活 , 而在实验中的猫有了第三种状态 , 既死又活 , 因为它是一只代表“电子”状态的量子猫 。 波尔说电子即在那 , 也在那 , 所以薛定谔说:“如果波尔说的是对的 , 那么猫既是死的也是活的 , 如果你打开箱子想看看它到底是死是活 , 不好意思 , 结果是随机的 , 变成了要么死 , 要么活 。 ”
埃尔温·薛定谔(Erwin Schr dinger)是量子力学的奠基人之一 , 他构建了这个假想实验是用来嘲讽以波尔为首的“哥本哈根”学派对于量子状态的解释 , 即生死“叠加态”是一个荒谬的理论 , 与现实世界不符 。
如果你仔细看 , 你会发现争论还存在着另外一个核心并非是电子的状态是否存在叠加态 , 而是打开箱子之前什么样和打开箱子之后什么样 , 打开箱子观看结果的这个过程叫做测量 , 而测量是人驱动的 。
【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?】
薛定谔为什么要用猫?是因为猫不具有人类的意识 , 所以实验中的猫不会因为自我意识驱动改变实验的结果 , 波尔认为因为人去测量驱动了量子状态随机的出现 , 这个现象叫做波函数坍缩 , 也就是说量子的“不确定性”是因为人的测量 , 所以量子力学中有一个“测不准原理” 。
爱因斯坦也认为“观察者”驱动了量子的改变是有问题的 , 并对薛定谔对的猫的假设表示支持 , 他说(原话):“波尔的解释被您的放射性原子+盖革计数器+毒药+猫的电荷系统最优雅地驳斥了 。 在一个盒子中 , 系统同时包含活着的猫和死了的猫 。 只有在物理学家在调查时 , 猫的状态才会创建一个结果?”
爱因斯坦的意思:
“薛定谔你这比喻太好了 。
波尔 , 你确定你面前有个杯子吗?按你的话说杯子和世界的万物即存在又不存在 , 只有当你去看它的时候才知道它在不在 , 或者是只有当你去看它的时候 , 杯子决定出现不出现 。
波尔 , 是不是当你要看的时候 , 上帝掷了下骰子 , 2点小 , “显现为小 , 消失为大” , 好吧!杯子出现吧!”
新薛定谔的猫与破解办法——波粒二象性
“不确定性”原理的出现 , 使这只猫出现了 , 也导致了量子力学跟自由意识产生了关系 , 似乎有种要往哲学方向演变的苗头 , 并且出现了大量地摊文学 。 实际上 , 结果与测或不测其实并无关联 , 如果你理解这点你就已经超过了薛定谔和爱因斯坦在不确定性上对量子的理解 。
什么是概率分布?问这个学校同学都考多少分 , 我们不能随便拿起一张试卷看80 , 然后就认为这个学校同学都考80分 , 我们应该随机抽取100份试卷 , 做一个分数段统计图 , 然后说100分占10% , 60分占70%......
量子在我们不测量的时候 , 就像是全校的试卷分数都被遮住了 , 你不知道随意抽出一张卷子会是多少分 , 但是你抽出了100张卷子 , 知道这个量子的概率分布 , 下次在抽的时候你知道有10%的概率会抽到100分 , 70%的概率会抽到60分 , 但是你抽与不抽并不会影响学校学生考试的结果 。
学校分数和量子唯一的不同点是 , 学校是很多学生考试的结果 , 而量子是一个人考试的结果 , 或者说一个粒子的结果 , 这就是著名的波粒二象性 。 听不明白了?
波粒二象性
我们一开始说电子如同一朵云(波动性) , 就像全校的试卷分数 , 测量时它是一个电子 , 这就像我们抽出了一张试卷的分数 , 但是你能说这个粒子就考80分吗?不能 , 这就像波尔说的 , 所有具有确定性概率分布的波函数坍缩成了一个点 , 也就是说所有试卷在你抽的时候 , 是你随机抽了一张 。 为什么一个电子会形成一朵云 , 同时在概率分布的任意位置?为什么一个学校里只有一个学生 , 却考出了全校不同的分数 , 只是因为它是波 , 它具有波动性 。
如果你还无法理解 , 你就记住这个比喻:粒子就像是“孙悟空” , 拔了身上的毛变出很多分身 , 同时出现在不同的地方 , 形成一个悟空军队向前波动前进和妖怪大军干架 , 当唐僧一叫:“悟空” , 波形军队会消失只会随机位置随机留下一个孙悟空 , 回应唐僧:“师傅 , 我在这呢”!根据波形不同 , 不同地方悟空的数量不同 , 不同地方悟空的数量呈概率分布 。
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