薛定谔的猫可以了解一下(关于薛定谔的猫)

薛定谔的猫可以了解一下(关于薛定谔的猫)(1)

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——扩展猫粮——

因为本故事分为上下两集,所以这集的猫粮呢,我就只简单说几点(校长脸

“薛定谔的猫”,应该是当代“最流行”的物理思想实验之一,据此还在网络中衍生出很多奇奇怪怪的说法。某十八线科普视频节目,也借用了它的谐音梗,可谓毫无创意,令人不齿。

为什么这个实验如此流行?

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上图左侧,是大多数教科书上对于电子状态的描述——电子在不同的轨道绕着原子核旋转。但真实的情况却是右侧,并不存在所谓的轨道。在你深入观测它之前,电子的状态就好像一片“云”,它同时出现在原子核附近的所有位置——这就是微观的量子世界。

现实生活中,我们刚买的一个橘子,要么在桌子上,要么在厨房里,或者其他地方。而在微观量子世界,这个电子“既在”这里,“又在”那里——这就是只有微观世界才存在的“叠加态”。

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我们身处的宏观世界并不存在什么叠加态,和“微观量子世界”很难放在一起思考,直到“薛定谔的猫”这个思想实验出现……

它通过一个“原子衰变控制毒药”装置,巧妙地把微观粒子世界存在的“不确定性”——也就是原子的衰变状态——和宏观世界猫的命运联系在了一起,使人浮想联翩,因此才变得如此流行。

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但或许你没想到……

薛定谔在 1935 年提出这个思想实验的初衷,并非是解释和完善量子力学理论,而是 diss 哥本哈根学派(量子力学主流学派)解释量子力学时所采用的“叠加态”说法。

事情是这样的……

既然微观粒子是可以处于某种“叠加态“,那么这种叠加态该如何描述?

粒子的波粒二象性给了薛定谔很大启发,应该会有一种能够正确描述这种微观粒子状态的方程。于是,在 1926 年,描述这种波函数的“薛定谔方程”在物理界发表了,奠定了量子力学的基础,它描述了微观粒子的状态随时间变化的规律。

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在深入观测前,我们不能明确知道微观粒子的某种状态——比如一个原子是否衰变。这种状态是一个叠加态,是不可预测的,但我们却能够通过“波函数”精确计算出当前是否衰变的概率。

而当我们深入观测,粒子的状态就会变成一个确定的状态,也就是所谓的“波函数坍缩”——但这个解释未免简单粗暴。首先,怎样分清观测者和非观测者之间的界限?“观测”一词的精确定义是什么?“坍缩”的内在机制和物理定义是什么,量子叠加态到底该如何深入理解……这些在当时其实都不太清楚。

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因此,“薛定谔的猫”的实验,就是通过一个精巧的装置,连接了微观世界与宏观世界的状态,通过“猫既活着又死去”这种荒谬的结论,质疑了量子力学主流学说中的一些存疑之处。

霍金有句名言:“谁跟我提薛定谔的猫,我就去拿我的枪”。所以本集中当代女记者的最终质疑也是有道理的。 这位女士将如何进行她的进一步反击?

请看下集。

<完>

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