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  • 1 # 趣談科學

    薛定諤的貓來源於量子的不確定性。在盒子中,如果放射性原子衰變,貓就會死,如果沒有衰變,貓就會活下來。這隻貓給科幻作者提供了素材,也把量子力學蒙上了一層神祕的陰影。今天我們就來揭開它的面紗,聊聊貓背後的真相是什麼。

    薛定諤的貓源於雙縫干涉實驗:向兩個細細的、間隔很近的縫隙發射一些光線,然後會觀察到另一邊螢幕上呈現出的干涉條紋,即分別穿過兩個縫隙的光波發生了相互作用,產生了干擾。如果發射的是大量的粒子也會出現明亮相間的干涉條紋。

    光具有波粒二象性,因此光同時也是由光子構成的,當我們往雙縫發射一個光子時,光粒子(光量子)作為獨立的一個粒子只能從兩條縫中的其中一條穿過,但是當科學家只發送一個光子,仍然會得到干涉圖案。這讓科學家就懵圈了,干涉的情況,最起碼需要兩個粒子通過不同的縫隙發生干涉,那麼單個的粒子是如何完成干涉的?基於這樣的實驗結果我們只能得出一個粒子,同時穿過了細縫A和細縫B,就如同它在選擇細縫前出現了一個分身進入了另外一個細縫。

    想要搞清楚這件事也很簡單,看看、觀測觀測就知道了,然而情況並沒有那麼簡單,當科學家對粒子的運動軌跡進行監測的時候,發現當發射出一個粒子時,粒子“乖乖“的選擇了一條細縫通過,並且在螢幕上留下了一個亮點,干涉消失了。

    這個實驗說明了我們如果不去觀察粒子,那麼粒子通過細縫A的概率是100%,通過細縫B的概率也是100%。當我們進行觀察時,如果細縫為兩個,那麼粒子通過任何一個細縫的概率是50%。同時也意味著觀測會改變結果,那麼在什麼條件下觀察會改變結果?觀察對量子產生了什麼影響?會發生影響的“觀察者”是否有物件限制?人?還是無機物、非生命也會造成影響?

    薛定諤的貓

    薛定諤提出貓的思維實驗把雙縫實驗“過渡”到巨集觀層面:

    建立了一個封閉的盒子,盒子裡面有個量子系統,即放射性原子,當原子衰變時,量子系統就會釋放毒氣,盒子裡有一隻貓,會被毒死,在一個半衰期之後,貓是死是活?

    這就是薛定諤的貓思想實驗。

    1.你會發現放射性原子衰變,貓死了。

    2.你會發現一隻活貓,放射性原子還沒有衰變。

    這就如同雙縫干涉實驗,原子衰變的概率是不確定的,原子同時處於衰變態和非衰變態的疊加狀態。而原子的衰變控制毒藥釋放與不釋放,毒藥的狀態又決定了貓的生死,那麼貓本身,必然處於量子疊加態。這種疊加態會出現一個很大的誤區,很多人認為開啟盒子之前貓處於兩種狀態的疊加,這種疊加的狀態是50%死+50%活。

    薛定諤設計了這個思維實驗,但他並沒有聲稱貓本身會處於量子態的疊加狀態,即既死又活,就像在雙縫實驗中我們沒有觀察光子得到的干涉結果一樣。他與愛因斯坦一樣認為在開啟盒子之前,生死已定,即50%死/50%活,而貓如何出現生死或者光子為什麼會發生這樣的情況,遵循什麼樣的物理定律我們還未發現。

    他真正的目的是為了說明有些人誤解了量子力學,得出一個荒謬結論盒子裡是一隻既死又活的貓。換句話說,量子系統實際上可以用所有可能的概率加權疊加,觀察或測量總是顯示一個且只有一個確定的狀態。

    真正的量子疊加態的解釋其實就是雙縫干涉實驗的結果,當貓在盒子中,我們不觀察它,它活的概率為100%,死的概率也為100%,開啟盒子一瞬間貓死的概率為50%,活的概率為50%。這正是哥本哈根學派波爾的解釋,而是如今量子力學的主流解釋。

    最後

    這就是薛定諤貓延伸出來的解釋,而這一切都基於雙縫干涉實驗量子通過細縫的不確定性,如果我們理解了雙縫干涉實驗,對於貓的解釋也就見怪不怪了。

  • 2 # 楠哥特愛生活

    薛定諤的貓意思是,假如你開啟箱子看貓,貓只有一種結果,要麼死要麼活。但是如果不開啟箱子去猜測,那麼它既可能是死的,也可能是活的。

    如果這隻貓是活的,它就能看到你。反之,則看不到。但無論如何你首先是看不到這個貓的。

    矛盾就在這裡,如果這隻貓看到你了,它就是活的。如果這隻貓沒看到你,它就是死的。在客觀的世界裡,你不再是主體,貓的死活完全取決於它有沒有看到你,閉上眼睛,就相當於進入了客觀的世界。

    同樣,在薛定諤的貓裡,當你用眼睛去觀察貓時,你是在主觀世界看貓。而當你去推測它的時候,你已經進入了客觀的世界,貓的死活完全不會受你的限制。

    那麼有什麼解法嗎,當然有,當你放進一隻死貓,無論如何你都能猜中,因為即使是在客觀世界,貓的可能也被固定,因為起死不能回生就是客觀世界的規律。

    這個世界之所以神奇,就是存在一個主觀世界,和無數個客觀世界。你能總結到不少的客觀規律,但你依然不能適用於無限的客觀世界,這就是一個當局者迷,無數個旁觀者清的思想。希望對你們能有所幫助。

  • 3 # 垚上榕

    時間與量子1

    根據相對論,時間與速率有關,從系統的角度看,當某兩物體M1.M2相對速度達到光速C時,就有兩物體內的時間相對靜止且M1.M2各自內部資訊不可傳遞,若需傳遞必須打破相對速度。

    又運動是絕對的,M1.M2內部各存在自有狀態的變化,從二元論中,設M1.M2各自在相對的兩種狀態(陰,陽)中不斷轉變,那麼因為時間相對靜止,則有M1.M2的之間的內變狀態是是相對兩者是同時存在的。

    即從M1看M2,M2的兩種狀態是同時存在的,從M2看M1,M1的兩種狀態也是同時存在的。

    此狀態,即是量子力學中的疊加狀!【圖片】

  • 4 # 小貓diao魚

    可以這麼理解,盒子裡面的貓,相當於100塊人民幣,這張紙幣的價值體現,既可以是一盒巧克力,也可以是一瓶酒,還可以是一本書。這100塊,能買到的東西有很多種可能性,紙幣的潛在價值可以看作是多重可能性的疊加態

    所以紙幣的價值是潛在的,沒有實在化,如果不進行交換,紙幣既不能充飢,也不能禦寒,沒有實在價值。

    但是當盒子開啟,相當於要去把紙幣的潛在價值進行實在化,去觀測這張紙幣實在價值的時候,你就只能選擇其中一樣,要麼是一盒巧克力,要麼是一瓶酒,可以稱之為疊加態的坍縮。

    不知道這種理解是否是薛定諤的本意

  • 5 # 亦路514

    薛定諤的貓在哲學上也是純粹的唯心主義。

    貓死不死,與觀測者知不知道有關係嗎?觀測者並不決定貓的生死,他只是觀測到,或者觀測不著。

    觀測不著就可以瞎猜嗎?

    那得出的結論不是極度唯心嗎?

    其實,薛定諤的貓也等於否定了客觀事實,客觀事實有一項基本的準則就是不以人的意志為轉移。

    而薛定諤的貓顯然以觀測者的意淫,或者叫無知作為判斷依據。

    如果你在聽到薛定諤這個人的時候,不知道他是誰,難道他是不死不活的狀態?

    其實,他已經死了好多年,是你無知,你怨誰?

  • 6 # 青描思維

    萬物理論(三)---原子模型

    重子、中子、質子由量子(夸克、電子)等粒子組成,這些粒子也是場,因此中子 、質子也是場。原子由中子、質子、電子組成,因此原子也是場,一樣會自旋,一樣具有波粒二象性,原子又構成了物質,因此所有物質都具有波粒二象性。

    如果把地球、太陽當作子彈射出去,一樣會存在波粒二向性,地球系、太陽系的場來說就是波,這是人感受不到的層面。對於地球、太陽實體來說就是粒子。

    當巨集觀與微觀統一都是波粒二重性時,當微觀觀測時,觀測所發出的光子與所觀測的光子發生碰撞,場與場的碰撞給人的感覺就呈現為粒子態,其實被觀測的場並沒發生任何變化。所以就不存在觀測讓波函式坍縮的問題,也就不存在退相干等問題,薛定諤的貓也不存在既死又活的問題。

    原子模型應該是下圖這個樣子,這樣原子與原子才能更好的結合成分子,而不是現在的電子雲模型,電子雲模型構不成分子結構。

  • 7 # 櫻花霰

    近代物理學最著名的兩個“思想實驗”,一個是“愛因斯坦的等效原理”,另一個就是“薛定諤的貓”。薛定諤的貓是引入通過的巨集觀的“貓的生死疊加態”來解釋微觀的“物質的粒子和波兩種形態”。巨集觀層面人們在不開啟盒子的情況下是無法決定貓的生死的;以此來解釋微觀物質以波的疊加混沌態存在,一旦觀測後,它們立刻選擇成為粒子這種現象。可這使微觀不確定原理變成了巨集觀不確定原理,客觀規律不以人的意志為轉移,貓既活又死違背了邏輯思維。從這個層面上講,薛定諤的貓是正確的概念。

    但是愛因斯坦和少數非主流派物理學家拒絕接受由薛定諤及其同事創立的理論結果。愛因斯坦認為,量子力學只不過是對原子及亞原子粒子行為的一個合理的描述,這是一種唯象理論,它本身不是終極真理。他說過一句名言:“‘上帝’不會擲骰子。”他不承認薛定諤的貓的非本徵態之說,認為一定有一個內在的機制組成了事物的真實本性。但是目前尚未有人能夠合理的給出解釋,所以從愛因斯坦的思維角度去看,薛定諤的貓又是一個荒謬的概念了。

  • 8 # d815815

    雖然沒有對此深刻理解,但直覺這是"皇帝的新裝"。聽到這個"思想實驗"的人點頭叫好,但說完就恨不得扇自己幾巴掌。

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