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薛定諤的貓一般用來比喻什么

2020-01-23 10:27:44文/董月

薛定諤的貓是物理學(xué)家薛定諤提出的一個實驗,從宏觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題。這項實驗旨在論證量子力學(xué)對微觀粒子世界超乎常理的認識和理解,量子不確定性無法預(yù)知微觀粒子未來的狀態(tài)。

薛定諤的貓一般用來比喻什么

薛定諤的貓通俗用來比喻什么

打個比喻,注意是比喻,并不是完全一樣,只是為了好理解,是比喻!!你在太空站里拋了個硬幣,于是這個硬幣一直在空中旋轉(zhuǎn),這時我們可以說它是“正面態(tài)”與“反面態(tài)”的疊加態(tài)。然后你啪地一下把它拍在桌子上,可能是正面也可能是反面。概率是50%和50%。

在量子力學(xué)的相關(guān)實驗里,你沒辦法預(yù)測實驗的結(jié)果,但是你能預(yù)測得到某個結(jié)果的概率。就像上面的硬幣,你不知道是正面還是反面,但是你知道得到正面的概率是50%。拋硬幣其實只是個過程,你不能說硬幣同時是正面和反面,而疊加態(tài)是一種態(tài),它可以是兩種基態(tài)的疊加狀態(tài)。

‘薛定諤貓’的實驗描述

把一只貓放進一個封閉的盒子里,然后把這個盒子連接到一個裝置,其中包含一個原子核和毒氣設(shè)施。設(shè)想這個原子核有50%的可能性發(fā)生衰變。衰變時發(fā)射出一個粒子,這個粒子將會觸發(fā)毒氣設(shè)施,從而殺死這只貓。根據(jù)量子力學(xué)的原理,未進行觀察時,這個原子核處于已衰變和未衰變的疊加態(tài),因此,那只可憐的貓就應(yīng)該相應(yīng)地處于‘死’和‘活’的疊加態(tài)。非死非活,又死又活,狀態(tài)不確定,直到有人打開盒子觀測它。

實驗中的貓,可類比于微觀世界的電子(或原子)。在量子理論中,電子可以不處于一個固定的狀態(tài)(0或1),而是同時處于兩種狀態(tài)的疊加(0和1)。如果把疊加態(tài)的概念用于貓的話,那就是說,處于疊加態(tài)的貓是半死不活、又死又活的。

量子理論認為:如果沒有揭開蓋子,進行觀察,薛定諤的貓的狀態(tài)是‘死’與‘活’的疊加。此貓將永遠處于同時是死又是活的疊加態(tài)。這與我們的日常經(jīng)驗嚴重相違。一只貓,要么死,要么活,怎么可能不死不活,半死半活呢?別小看這一個聽起來似乎荒謬的物理理想實驗。它不僅在物理學(xué)方面極具意義,在哲學(xué)方面也引申了很多的思考。

影響及意義

量子力學(xué)作為20世紀最有突破的科學(xué)成就之一,也是最具爭議的科學(xué)之一?!把Χㄖ@的貓”很好的闡述了這一現(xiàn)狀。人們不能接受量子力學(xué)是因為它的不確定性。

對于傳統(tǒng)的物理學(xué)來說,只要找到了事物之間相關(guān)的聯(lián)系,就能在每時每刻確定,事物之間相關(guān)的物理數(shù)據(jù),比如說,物體運行距離等于物體的速度乘以物體運行的時間,只要知道物體的速度,你每時每刻都能計算出物體運行了多遠,然而海森堡提出的量子不確定性原理使得你無法預(yù)知一個微觀粒子未來的狀態(tài)。正如愛因斯坦所說的:上帝不玩骰子,但是量子力學(xué)讓我們不得不相信,上帝似乎是玩骰子的。

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