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1 # 岷山
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2 # 龍一歐
薛定諤用薛定諤的貓作例子來說明量子力學研究遇到的困境,量子力學研究是科學研究,科學研究過程是先假設,後實驗檢驗,但在微觀實驗中發現,在做實驗的過程中,如果去觀察實驗,實驗結果是一種結果,如果不觀察實驗,實驗結果又是另一種結果,重複做多少次實驗都一樣,說明不是因為實驗出錯的原因造成的,而是觀察影響了實驗結果,做這個實驗的目的就是透過觀察瞭解量子的變化過程,而兩種不同的實驗結果就明確告訴實驗人員,這個實驗不能觀察,只要去觀察,量子就會變成另外一種形式,你觀察到的量子變化不是你想觀察的那種情況,如果不觀察,做實驗的人又如何知道量子真實的變化過程呢?做實驗的目的是為了知道,實驗結果告訴大家無法透過實驗知道,量子力學遇到了這個困境,薛定諤的貓就是想向大家表達量子力學遇到了什麼樣的困境,這種困境是一種無解的困境,至少目前找不到有一個方法去解這個困境。注:由於量子力學這種情況,使與這個實驗有關的量子力學理論無法進行實驗檢驗,本質來說,這些理論是沒有經過實驗檢驗的假設。
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3 # 香菸飄渺35
經典評論: 量子力學(哥派)不完全承認物質作用論! 按照物質作用論,每一種物質運動的現象,是由相應的物質作用決定的,既可以由相應的物質作用確定相應的物質運動現象,則確定性成立,不確定性不成立!物質作用論與唯物主義相符。 而量子力學(哥派)則認為,只靠物質作用是沒法確定相應物質運動現象的。如雙縫試驗,用攝像機觀察,說明你真想觀察,干涉條紋就變化了;而如果你把攝像機的記憶體拆了,說明你不真想觀察,干涉條紋就不變。你真想與不真想,這種意識的差別,決定著物質運動現象(干涉條紋)的不同,既意識決定物質,唯心主義! 在物質作用論中,觀察是感知因素,而非決定因素。比如你丟了一個錢包,你檢查發現了,檢查屬於感知到了,是感知因素。 而在量子力學(哥派)中,觀察不僅是感知因素,還作為決定因素。人一觀察,決定了干涉條紋的變化;人一觀察決定了貓脫離生死疊加態,而只剩一態。主觀的觀察決定客觀的結果,是主觀主義! 總結:量子力學(哥派),有明顯主觀唯心主義的因素!
按哥派理解薛定鄂的貓:開啟籠子前,理解成一隻活貓與一隻死貓疊加在一起!開啟籠子那一刻,少了一隻,而只剩下一隻了!有人曾用扔硬幣的方法解釋,說是硬幣在空中飛舞時,人不知其落地後最終哪一面將會向上!然而這種解釋是不對的,因為硬幣在空中飛舞時,每時每刻都是一態,不存在疊加態!
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4 # 則之鍊金術師
“薛定諤的貓”最早是薛定諤為了反駁玻爾等人關於量子力學態疊加原理提出的一個假想實驗,後來反而成為了科普這一量子力學基本原理的著名佯謬。
“薛定諤的貓”假想實驗歷史背景艾爾溫·薛定諤是奧地利著名物理學家,量子力學奠基人之一,其提出的波動力學(薛定諤方程)是量子力學的基本假設,也是量子力學的三種表述之一(另外兩種是矩陣力學與路徑積分)。
當時的物理學界對於量子力學持有兩種不同的觀點,科學家們也因此分立成兩個不同陣營:一個是以玻爾為首的哥本哈根學派,支援量子力學的態疊加原理,認為粒子可以處於“若干種不同的狀態互動在一起的疊加態”,對其進行測量時會塌縮到其中一種本徵態上;另一個是以愛因斯坦為首的陣營,支援確定論,認為自然界的事物處於哪一種狀態是確定的,說了那句著名的“上帝不擲骰子”。
玻爾與愛因斯坦討論量子力學薛定諤是愛因斯坦陣營的擁護者,他於1935年在與愛因斯坦的通訊中最早提到了這隻著(bei)明(can)的小貓:按照哥本哈根學派的說法,如果有一個密閉的盒子,裡面放置一個用原子衰變觸發毒氣的裝置,和一隻貓,因為原子狀態處於衰變與不衰變的疊加態,那麼毒氣裝置也會處於觸發與不觸發的疊加態,進而小貓也會處於死與非死的疊加態,這顯然荒謬。
隨後,薛定諤在《自然科學》雜誌發表了這個著名的假想實驗,用以反駁玻爾等人關於量子力學態疊加原理的觀點。但後來的理論與實驗都進一步表明,量子尺度下物理世界的確展現出這種令人驚訝的現象,而薛定諤的貓久而久之也就成為了向人們解釋量子力學態疊加原理的科普手段……
物理學與物理學外的意義“薛定諤的貓”實驗用於說明態疊加原理最大的好處在於,其將微觀世界的這一難以捉摸的現象,對應到了宏觀世界,用貓的“死與活疊加狀態”,去形容粒子處於不同狀態的疊加態的詮釋。量子力學的疊加態會在粒子被測量時塌縮到某一個本徵態,具體的機率與每一個本徵態前面的係數,以及測量事件的本徵函式有關。
由於“薛定諤的貓”很好地具象化了態疊加原理這一量子力學的基本概念,但所描述的內容又令人糾結而倍感深奧,其逐漸成為一種量子力學對大眾的符號,也被巧妙而幽默地運用於生活之中。
薛定諤的貓成量子力學高深莫測的代名詞
比如在美劇《生活大爆炸》中,謝耳朵為佩妮解釋什麼是愛情來了,就用到了薛定諤的貓(意思是你要像開啟盒子看看貓的死活一樣,去試試那個人才知道是不是愛情)。佩妮開始一臉懵逼,後來大概聽懂了,去跟倫納德接了個吻,感覺不錯,於是倆人愉快地牽手看電影去了。
《生活大爆炸》中謝耳朵為佩妮解釋“薛定諤的愛情”又比如說之前討論“996”工作制的時候,某東公司負責人就說“不能一起奮鬥的人不是兄弟”,而由於他在之前曾經說過“小到一個快遞員都是我們的兄弟”,於是網友們調侃發明新詞“某某東的兄弟”,來質疑到底是不是你的兄弟……
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5 # Muandkamu
哥本哈根學派認為微觀狀態是疊加的,好比硬幣,正反兩面同時存在,只有到觀測時才坍縮成一種狀態。儘管很玄,不合常理,但反對者的所有反駁都很難將其推翻,因為你的理由一定會有試驗結果,必然也就有了觀測,那麼就不能直接否定該學說。本質上就是微觀世界人看不到,只能透過試驗觀察結果去推測,而波爾的學說不允許反對者去觀測。薛定諤的貓僅僅是個想象,基本思路是微觀粒子的衰變與否直接導致貓的生死,哥本哈根說微觀世界粒子是衰變與不衰變兩種狀態疊加的,那麼貓也就生和死同時存在。粒子啥樣沒人見過,都不能說出個準確的樣子,但是貓都見過,誰都知道沒有即死又活的貓。這個設想避開了觀測,將微觀和宏觀連線起來,用宏觀上的荒謬結果去反駁哥本哈根對微觀的解釋。
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6 # 0輕雲0
“’薛定諤的貓”是物理學家薛定諤提出的著名思想實驗,
做為有智慧的生物的人類一直在對自然世界的本質進行不懈的探索。中國古時有:“一尺之棰日取其半萬世不竭”之說法,這是包含物質無限可分的思想。
西方的物理學家透過科學手段對物質進行無限拆分,發現了物質的分子結構,進而又發現了原子。當然原子也是可以拆分的,中子、質子、電子組成了原子。
當物理學家們繼續這一拆分工作時,就遇到了困難。物質可以無限可分,但達到一定程度就會進入一個階段,也就是進入了微觀世界,這肯定會與我們比較容易觀察的宏觀世界有很大的不同。
微觀世界探索進行中,在對“黑體輻射”現象解釋,科學家引入量子概念。後來的研究表明,不但能量表現出這種不連續的分離化性質,其他物理量諸如角動量、自旋、電荷等也都表現出這種不連續的量子化現象。這同以牛頓力學為代表的經典物理有根本的區別。量子化現象主要表現在微觀物理世界。描寫微觀物理世界的物理理論是量子力學。
在量子的世界裡,確定性被機率取代了,無論是粒子的位置、能量還是速度,都處於一種不確定的狀態之中,我們在沒有進行觀測時,不能確定一個量子的位置和速度等資訊,因此量子系統就處於一種疊加態。例如粒子既可能在A處,也可能在B處,它就處於A和B兩處的疊加態;一個原子核可能衰變也可能沒有衰變,它就出於衰變和未衰變的疊加態。
量子力學的不確定性原理與宏觀世界是相悖的。有些物理學家用這解釋起量子現象得心應手,但確遭到很多其他物理學家的反感。薛定諤就是其一,為了說明量子力學的荒謬性,他設計了“薛定諤的貓”的實驗。
一隻貓被關在一個封閉的鐵容器裡面,並放入少量的放射性物質。這些物質在一小時內有50%的機率發生衰變,還有50%的機率不發生衰變。如果物質發生了衰變,旁邊的探測器會探測到,這樣會透過一個裝置啟動一個鐵錘。鐵錘就會打碎一個裝有有毒物質的瓶子。瓶子裡的有毒物質擴散到容器裡,就會把貓毒死。如果物質沒有衰變,那麼有毒物質不會擴散,貓就是活的。
放射性物質衰變是用量子力學來解釋的, 因此在人們沒有開啟盒子看的時候,這些放射性物質處於衰變和沒有衰變的疊加態之中,這就使得這隻貓也處於一種既活又死的疊加態之中。只有開啟盒子進行觀察,這隻貓才會從一個既死又活的狀態立刻變為活的或者死的貓。
這個實驗把宏觀世界與微觀世界聯絡起來,用貓處於即活又死的疊加狀態的荒謬性來諷刺量子力學疊加態的荒謬。
這個讓人抓狂的實驗,雖然並沒有得到確切的解釋,但也沒有把量子力學置於死地,反而變相傳播了量子力學,這倒是薛定諤始料未及的。
在我們日常會有很多不確定現象,列如遠方的年長親戚多年未見,到底如何,是生是死,只有去打聽或見上一面才能確定,當資訊確定了,年長的親戚就會由即生又死的不確定到了健在或不健在的唯一狀態。在一期節目上,撒貝南用快遞小哥的例子說了“薛定諤的貓”。 簡單來說,你在拆快遞之前,快遞盒裡的東西可能是好的,也可能是壞的,只有在開啟盒子的一瞬間,才知道是好是壞。
正是這樣,如今“薛定諤的貓”被很多人拿來調侃生活中大量的不確定現象。當然這並不是嚴肅的科學行為,也不那麼令人信服,只能算是一時流行的娛樂手段。
“薛定諤的貓”至今,科學家也沒有統一的解釋。有的科學家用平行世界來解釋,但這沒有得到多數人的認可,“薛定諤的貓”可能會讓人們一直抓狂下去。
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7 # 彭曉韜
首先,薛定諤的貓是為了證明量子力學中的疊加態是不存在的而提出來的。但目前反過來被量子力學支持者們用來證明量子疊加態的存在了;
其次,要從最基本的時間、空間和運動速度定義出發,才能更清晰地揭露量子力學疊加態的詭辯論嘴臉!無論是帶質量的電子、質子,還是不帶質量的場,其任意特定時刻在任意特定的空間位置上的狀態均是唯一的,無論你的運動速度有多快,除非你的運動速度是無窮大!由此就可反駁其疊加態的存在可能性了。
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“薛定諤的貓”是薛定諤提出的一個思想試驗。薛定諤想透過這個思想試驗產生的邏輯悖論,證明量子力學“測不準”原理的荒謬性。
從這點看,薛定諤本人是支援愛因斯坦“上帝不擲骰子”觀點,反對玻爾等人的所謂“測不準”原理的。