薛定諤的貓是奧地利著名物理學家薛定諤提出的一個理想實驗,說的是由於我們不能確定原子核什麼時候裂變等機率性事件的發生,也就不知道由於這個事情引發的宏觀事件”貓的生死“的發生。現在有些人的解釋是,在觀測事件發生之前,這兩種狀態同時存在。
簡而言之,在某個平行空間中,貓是活著的。而在另一個平行空間中,貓是死的薛定諤的貓是平行空間的代名詞。
薛定諤的貓是奧地利著名物理學家薛定諤提出的一個理想實驗,說的是由於我們不能確定原子核什麼時候裂變等機率性事件的發生,也就不知道由於這個事情引發的宏觀事件”貓的生死“的發生。現在有些人的解釋是,在觀測事件發生之前,這兩種狀態同時存在。
簡而言之,在某個平行空間中,貓是活著的。而在另一個平行空間中,貓是死的薛定諤的貓是平行空間的代名詞。
1、薛定諤的貓是物理學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知微觀粒子未來的狀態。
2、打個比喻,注意是比喻,並不是完全一樣,只是為了好理解,是比喻!!你在太空站裡拋了個硬幣,於是這個硬幣一直在空中旋轉,這時我們可以說它是“正面態”與“反面態”的疊加態。然後你啪地一下把它拍在桌子上,可能是正面也可能是反面。機率是50%和50%。
3、在量子力學的相關實驗裡,你沒辦法預測實驗的結果,但是你能預測得到某個結果的機率。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機率是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,而疊加態是一種態,它可以是兩種基態的疊加狀態。
在宏觀世界,根據我們的日常生活經驗,一個物體在一個確定的時間,一定處於一個確定的位置。例如在白天的某一刻,你是在公司裡工作,在晚上的某個時間,你是在家裡休息,宏觀世界的物質狀態是確定的。
而在微觀世界裡,情況卻有所不同。例如一個氫原子外部有一個電子,按照經典物理的理解,電子會圍著原子核做軌道運動,就像行星圍繞著太陽一樣,然而事實卻是電子的軌跡和方向並不確定,我們甚至不知道電子在原子核外的確切位置。
電子在在核外的位置通常用電子雲來表示,我們描述電子的位置時,只能夠說電子某一刻在某一位置的機率是多大,不能確切的說電子在某一位置,電子有機率在所有的位置出現,只是出現在不同位置的機率大小不同罷了。因此,在某一確定的時刻,我們可以說電子同時出現在所有的位置,如果每一個位置對應一個狀態,那麼電子同時處在不同位置組合狀態, 叫做‘疊加態’,這是微觀世界的奇妙特點。
哥本哈根學派認為一個量子系統,在被外界觀測或干擾之後,會由疊加態坍縮為某一種可能的確定狀態,如果不被幹擾,系統會一直處於疊加狀態。薛定諤為了反駁這一觀點,提出了薛定諤的貓這個思想實驗。
在實驗中,一個密閉的箱子裡有一粒放射性粒子,粒子的衰變與否是隨機的,根據哥本哈根學派的解釋,在不被觀測的情況下,粒子是處於即衰變又沒有衰變的疊加態的。在箱子裡放入一隻貓和一件裝置,用粒子作為開關,透過這件特殊的裝置來控制毒氣的釋放,如果粒子衰變了,會觸發開關,釋放毒氣,殺死箱子裡的貓,如果粒子沒有衰變,則不會觸發開關,不會釋放毒氣,貓也不會被殺死。在箱子密閉,沒有被外界觀測和干擾的情況下,粒子是處於疊加態的,既衰變又沒有衰變,因此,開關既被觸發又沒有被觸發,毒氣既釋放有沒有被釋放,而貓,就處於既死了又活著的狀態。
薛定諤透過這個巧妙的設計,強行把微觀世界與宏觀世界聯絡到了一塊,從而得出了一個看起來十分荒謬的結果。出於實用主義考慮,長久以來,物理學家們還是採用了哥本哈根學派的理論。哥本哈根學派認為,在開啟箱子的一瞬間,貓的疊加態坍縮,變為確定態,貓要麼死了,要麼活著,二者是隨機的。然而這種解釋存在一個很大的問題:沒有一個公式可以描述這種坍縮,它違反了薛定諤方程。