薛定谔的猫到底是什么意思知乎(薛定谔的猫什么意思啊)

生活百科 2023-04-29 18:18生活百科www.xingbingw.cn

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  关于薛定谔的猫及其成因有哪些问题?,在很长一段时间里,物理学家为了实用主义而接受了哥本哈根的解释。

   “我像薛定谔的猫”是什么意思?它反映了量子力学的不确定性,即对于一个物理量,如果你发生了什么事,你永远不知道它的状态。猫就像一个粒子。两个状态,死的或活的,代表粒子的两个本征态。因为两种状态都有一定的概率,我们只能先估计概率再测量,就像我们无法估计一只猫的生死一样。然后,只要进行测量,就像打开一个盒子,就可以确定粒子的状态(看到猫的生死),这伴随着波函数的坍缩。,量子力学物理量实际上只有在测量时才能确定系统的状态,测量前只能得到概率的分布。这就是薛定谔的猫的本质。

  薛定谔的猫是什么意思?一只猫被封在一个有食物和毒药的密室里。毒药瓶上有一把锤子。锤子由电子开关控制,电子开关由放射性原子控制。

  如果原子核衰变,会释放出粒子,触发电子开关,锤子落下,毒瓶被砸碎,里面的氰化物气体释放出来,猫就死了。原子核的衰变是一个随机事件,物理学家所能准确知道的就是——半衰期衰变所需的时间。

  如果放射性元素的半衰期是一天,过了一天,元素会减少一半,再过一天,剩下的一半也会减少。物理学家无法知道它何时衰变,早上还是下午。,物理学家知道,它在早上或下午衰变的概率是——,也就是猫在早上或下午死亡的概率。

  如果不打开密室的盖子,根据我们在日常生活中的经验,我们可以断定这只猫要么死,要么活。这是它的两个本征态。如果用薛定谔方程来描述薛定谔猫,只能说它处于活的和不活的叠加状态。只有揭开盖子,我们才能确切地知道猫是死是活。

  此时,猫的波函数立即从叠加态收缩到本征态。量子理论认为,如果不揭开盖子观察,永远不知道猫是死是活,永远处于半死不活的叠加状态,但这就使得微观的测不准原理变成了宏观的测不准原理,客观规律不以人的意志为转移。猫是生是死是违背逻辑思维的。

  量子力学告诉我们,除非进行观测,否则没有什么是确定的,但这使得微观的测不准原理变成了宏观的测不准原理,客观规律是不以人的意志为转移的。猫生老病死是违背逻辑思维的。爱因斯坦和少数非主流物理学家拒绝接受玻尔及其同事创造的理论成果。

  爱因斯坦认为,量子力学只是对原子和亚原子粒子行为的合理描述,是一种现象学理论,它本身并不是终极真理。他有句名言,“上帝不会掷骰子。”他否定了薛定谔认为猫不是内在状态的理论,认为一定有一种内在机制构成了事物的真实本质。

  薛定谔想阐述的是物理问题宏观世界是否也遵守适用于微观尺度的量子叠加原理。“薛定谔猫”悖论巧妙地将微观放射源与宏观猫联系起来,旨在否定宏观世界量子叠加态的存在。

  ,随着量子力学的发展,科学家们通过各种方案相继获得了宏观量子叠加态。此前,科学家使多达4个离子或5个光子达到“薛定谔猫”状态。如何让更多粒子组成的系统达到这种状态并保持更长时间,成为实验物理的一大挑战。

  来源搜狗百科-薛定谔的猫作为量子力学中的一个故事,它的作用其实就是把薛定谔的实验用最生动的方式呈现出来。这个问题有点专业。三言两语很难解释清楚,只好复制粘贴

  薛定谔的猫是量子理论的理想实验。薛定谔猫的概念是为了解决爱因斯坦相对论,即平行宇宙理论带来的祖母悖论而提出的。

  把一只猫放在一个不透明的盒子里,然后把盒子连接到一个装有放射性原子核的实验装置和一个充满有毒气体的容器上。想象一下,这个放射性原子核有50%的概率在一个小时内衰变。如果它衰变了,就会放出一个粒子,放出的粒子会触发实验装置,打开充满毒气的容器,从而杀死猫。根据量子力学,这个原子核在不被观测时,处于衰变和未衰变的叠加状态。但如果一小时后打开盒子,实验者只能看到“衰变核和死猫”或者“未衰变核和活猫”。薛定谔在1935年发表了一篇论文,题目是《量子力学的现状》。在论文的第五部分,薛定谔描述了cat实验,这个实验常常被认为是一场噩梦哥本哈根学派说,在测量之前,一个粒子的状态是模糊的,处于各种可能性的混合叠加中。例如,一个放射性原子,当它衰变是完全可能的。只要没有观测,就处于衰变/非衰变的叠加状态。只有实际测量时,它才会随机选择一种状态出现。所以让我们把这个原子放在一个不透明的盒子里,让它保持这种叠加状态。现在薛定谔设想了一个结构精巧的精密装置。每一次原子衰变释放出一个中子,都会引发一系列连锁反应。的结果是打碎了盒子里的一个毒气瓶,盒子里还有一只可怜的猫。事情是显而易见的如果原子衰变,那么气体瓶将被打破,猫将被毒死。如果原子没有衰变,那只猫就还活着。

  按照常规的理解,黑盒里的薛定谔猫要么死,要么活,无论你打开黑盒不看,都只能是这两种状态中的一种。量子理论说,猫在黑匣子里既是死的又是活的,是活态和死态的叠加。那么这只猫是死是活呢?量子论说,猫的命运,在你打开盒子观察的那一刻才会决定。注意力是“决定”,而不是“发现”。也就是说,作为一个观察者,你的观察行为影响了被观察对象,这与经典物理学是相冲突的。仔细想想,确实如此。宏观上,观察行为对对象的干扰可以忽略。你认为用尺子量桌子会导致桌子的状态发生变化吗?在微观世界中,颗粒尺寸很小,运动速度很快。

  快,你怎样去测量它?你要测量它必须与它发生作用,那么也就改变了它的状态,所以海森堡提出了著名的测不准原理,动量与位置是一对矛盾,无法同是精确测量,一个测量的越准确,另一个就越不准确,时间与能量也是一样。概率描述、统计解释成了量子论的基本特征。,爱因斯坦始终不接受这种观点,他认为这是不完备的,只是一种暂时方案,在统计背后必定隐藏着更深层的理论可以精确的描述世界,他与玻尔彼此争论一辈,双方直到死,谁也没有说服对方接受自己的基本观点,不过,目前许多实验结果都支持玻尔的观点,不知道随着物理学不断发展下去,以后会不会印证爱因斯坦是正确的呢?简而言之,就是平行空间的理论

  起源如同一楼所说

  你无法知道这只猫是活的还是死的

  所以在某个平行空间中,猫是活着的。而在另一个平行空间中,猫是死的

  薛定谔的猫是平行空间的代名词。多世界诠释只是两种基本诠释之一, 这个实验的本身目的是探讨是否微观和宏观同属量子力学, 探讨的焦点集中在了测量这一过程 薛定谔不满意波尔的看法. 波尔认为, 在实验中, 有两个系统, 一个是微观系统, 满足量子力学, 一个是宏观系统, 比如测量的仪器, 符合经典力学. 薛定谔认为任何事物都是微观粒子构成的, 都满足量子力学.

  于是他设计了这个实验, 一个原子在一小时内有一半的几率衰变. 如果原子衰变会触发毒气, 让猫死亡. 由于原子处于衰变和不衰变的叠加态, 箱子里猫的生死也因为原子变成了半死半活的叠加态. 除非你打开箱子去看它, 才能确定它的生死.这个实验把微观的叠加态带给了宏观的猫.

  微观粒子有着不确定性. 你只能知道几率除非你测量他, 让几率坍塌到一个点上, 这是你才能确定的说他有一个定值. 好比如一个微观粒子的位置, 你只能说在哪里他出现的几率最大,而不能准确的预测它在哪一个点上, 直到你观测它(比如有些电脑着色的电子云的明暗就是电子出现概率的大小) . 宏观上位置的确定是因为普朗克常数非常的小, 以至于我们位置的不确定性几乎感觉不到, 但不要奇怪有人说你有几亿分之一的概率在一米之外, 因为 你的波函数给了你在其他地方出现的极小的可能. 根据哥本哈根学派的讲法, 你在这里是因为我们看到你在这里, 你从在所有地方出现的几率中跃迁到了现在的位置, 如果我们不看(测量)你, 那你有可能在任何位置.

  薛定谔的猫在宏观上有悖于生活常识, 猫要么死了,要么还活着, 不因为观察者看或者不看而决定它的生死, 这引起了爱因斯坦的质疑 难道我不看月亮, 月亮就不在那里吗? , 但在不同物理和哲学观点的论战下, 实际上推动了量子力学的进步.

  “薛定谔的猫”是什么意思?

  薛定谔的猫是薛定谔设计的一个思想实验,目的是对「人类意识具有特殊的独特地位」说法进行的嘲讽。划重点,嘲讽,或者说反讽。

  它的意思是如果哥本哈根派物理学家们认为人类意识具有特殊地位,那么按照薛定谔的实验操作,就会制造一只即死又活的猫,而即死又活的猫显然是荒谬的。从而,薛定谔暗示,人类意识决定波函数坍缩,这个观点是荒谬的,爱因斯坦也这么认为。

  以上用通俗的语言,介绍了薛定谔的猫的来历。下面来说说详细情况。

  在量子物理中,认为微观粒子本身处于波函数定义的所有状态的叠加态,只有当对该微观粒子的具体状态进行测量时,波函数才坍缩到某个特定的值,你才能知道该粒子究竟处于什么状态。

  有关「观测导致波函数坍缩」这一点,虽然有争议,但基本上还算是主流观点,有异议的是「什么叫做观测」。

  A一种学派认为,只有触发了人类的意识,才被视为观测,而仪器的测量不视为观测,阿猫阿狗的意识也不视为观测。

  B一种学派认为,任何形式的有效测量均视为观测,此测量并不要求人类的意识介入。

  ,其实还有其它理论,有关量子物理解释的理论至少能从A排列到M,不过与该话题最相关的理论就是以上所说的两个。

  按照学派 A 的观点,叠加态将在观测仪器之间传递,直到最终被人类意识观测到为止。

  换句话说,在A观点中,假定某个粒子存在 0,1 两种状态,但在波函数坍缩之前它处于所有状态的叠加。使用某个电子仪器观测粒子的状态不会导致波函数坍缩,而是导致该电子仪器进入观测到 0 与 1 的叠加态,如果该电子仪器将观测的结果打印到打印纸上,则这张打印纸也会呈现打印 0 以及打印 1 的叠加态,这张纸片在被具有意识的人类(死人显然不算)看见的那一瞬间,坍缩到某个特定的状态(打印0或者打印1)。——,按照A学派观点,薛定谔制造的一系列仪器,将最终测量结果传递给猫,整套仪器对结果进行了测量因而全进入了叠加态,没有人类意识的介入之前都不会导致波函数坍缩,所以整套仪器,包括最终的猫的死活,都会进入叠加状态,直到被人类意识看见为止,在人类看见的那一瞬间,猫在此之前的命运才被决定。

  按照学派 B 的观点,结果就完全不同,因为有效的测量均会导致波函数坍缩,而实验中的盖革计数器就是一种有效的测量。,即便没有人类,用仪器去测量时微观粒子的波函数也依然会产生坍缩,仪器本身不会处于叠加态而是准确的记录了测量结果,最终传递给猫的「有毒药没毒药」这个信息也同样不会处于叠加态,这只猫显然也并不会处于生死叠加态,在最初仪器检测该粒子的时刻,波函数就已经坍缩,一切就被决定了。

  按照学派 B 的观点,叠加态不可在宏观物体间传递,宏观物体对微观粒子的测量可导致波函数坍缩,即便没有人类意识的介入。——如果叠加态允许在宏观物体间传递,那么就会导致薛定谔的猫这样的荒谬结果。这样看来,薛定谔的思想实验本意是用来对学派 A 观点进行归缪。

  不过,学派 A 跟学派 B 的观点都不违背量子物理学,因为两者都承认观测导致波函数坍缩,仅仅对于观测的定义有所不同。

  目前为止,似乎没有办法通过实验认定学派 A 与学派 B 究竟谁是正确的。无论哪种解释,最终人类观测到的现象都没有区别,虽然学派 A 的观点听起来更加荒谬,但很难认定它就是错的。

  所以,时至今天,依然有人认为薛定谔的处于生死叠加态的猫是实际可能存在的,毕竟我们无法证伪学派 A 的观点。但,已经有越来越多的物理学家们支持学派 B 的观点,认为量子物理中对观测的定义应该定义为测量,而这并不需要人类意识的介入。薛定谔猫薛定谔(erwin schrodinger,1887-1961)是奥地利著名物理学家,量子力学的创始人之一,曾获1933年诺贝尔物理学奖。量子论的诞生已经过了一个世纪,其辉煌鼎盛与繁荣也过了半个世纪。量子理论曾经引起的困惑至今仍困惑着人们,正如玻尔的名言“谁要是第一次听到量子理论时没有感到困惑,那他一定没听懂。“薛定谔猫是薛定谔在1935年提出的关于量子力学解释的一个佯谬(也译为悖论)。猫被封在一个密室里,密室里有食物有毒药。毒药瓶上有一个锤子,锤子由一个电子开关控制,电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变,则放出阿尔法粒子,触动电子开关,锤子落下,砸碎毒药瓶,释放出里面的氰化物气体,猫必死无疑。这个装置由薛定谔所设计,所以猫便叫做薛定谔猫。原子核的衰变是随机事件,物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间。如果一种放射性元素的半衰期是一天,则过一天,该元素就少了一半,再过一天,就少了剩下的一半。,物理学家却无法知道,它在什么时候衰变,上午,还是下午。,物理学家知道它在上午或下午衰变的几率——也就是猫在上午或者下午死亡的几率。如果我们不揭开密室的盖子,根据我们在日常生活中的经验,可以认定,猫或者死,或者活,这是它的两种本征态。,如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫,则只能说,她处于一种活与死的叠加态。我们只有在揭开盖子的一瞬间,才能确切地知道此猫是死是活。,也就是在揭开盖子的一瞬间,描述猫的状态的波函数由叠加态立即坍塌到某一个本征态,即死态或者活态。量子理论认为如果没有揭开盖子,进行观察,我们永远也不知道此猫是死是活,她将永远到处于死与活的叠加态,即通常所说的半死不活。这与我们的日常经验严重相违,要么死,要么活,怎么可能不死不活,半死半活?

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