薛定谔的猫是什么意思(薛定谔的猫比喻什么)

  薛定谔的猫,相信大家多听说过,一个非常著名的思想实验,实验中的猫被描述成一只“既死又活”的猫,这样的猫真的存在吗?

  薛定谔的猫是什么意思(薛定谔的猫比喻什么)插图

  实验其实并不复杂,一个密封的箱子,一个毒气瓶,一个开关,还有放射性原子。放射性原子衰变与否能控制开关,开关打开时,就会释放毒气,猫就死亡了。开关关闭时,不会释放毒气,猫就能活下来。

  由于放射性原子的衰变是随机的行为,我们无法确定什么时候衰变(衰变与不衰变的叠加态),开关的状态也没法确定,那么猫就可能处于生死的叠加态中,只有当我们打开箱子亲眼看一下,才知道最终的结果到底如何。

  由此就引发了一个问题:量子的叠加态是何时终止的呢?

  无论如何终止,都避免不了一个结果:猫处于生死的叠加态。这太不符合常理了,现实中怎么可能存在这样的猫呢?要么死,要么活,不可能“既死又活”!

  薛定谔的猫是什么意思(薛定谔的猫比喻什么)插图1

  薛定谔提出“薛定谔的猫”这个思想实验的目的其实就是为了讽刺哥本哈根学派关于量子力学“不确定性”的诠释,对于这种讽刺,以波尔为首的哥本哈根学派也给出了自己的诠释。

  第一种就是波函数概率诠释,强调薛定谔方程中的波函数其实是一种概率波,只能计算微观粒子在某个位置出现的概率,我们只能观测到一种结果,而不能预测到想要的结果。

  玻恩本人也因为提出了概率诠释获得了诺贝尔物理学奖。

  还有波尔的互补原理,简单讲就是,微观世界里,量子力学的各种诡异现象表现得很明显,但并不违反宏观上的观测。说白了,在大量微观粒子为背景的情况下,量子系统的运动规律仍旧表现出符合经典力学的现象。

  还有后来的退相干诠释,意思是说:猫不可能处于生死的叠加态,因为猫所在的环境肯定会影响到猫的状态,让猫成为生或死的状态,而不是既死又活。

  还有其他解释,这里不再详述了。一个简单的思想实验,引发了这么多的思考,还有以波尔和爱因斯坦为首的两大阵营的辩论。

  虽然薛定谔的猫这个思想实验到如今也没有完全得到解释,但在不经意间确实推动了量子力学的发展。

  薛定谔的猫是什么意思(薛定谔的猫比喻什么)插图2

  目前来看,物理学界还是倾向接受“哥本哈根学派”的诠释,简单说就是叠加态和不确定性。而爱因斯坦学薛定谔等人坚持认为“哥本哈根诠释”是不完美的,肯定不是量子世界的本质,还会有某种隐藏更深的隐变量没有被发现,所以才会导致量子力学的诡异性。

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