薛定谔的猫通俗解释 薛定谔的猫

【薛定谔的猫通俗解释 薛定谔的猫】薛定谔的猫(薛定谔的猫的通俗解释)原创2021-06-08 10: 03李论科学
1935年5月,爱因斯坦发表了他的EPR论文,薛定谔高兴极了,他的大哥又开始攻击量子力学,他自己也不得不效仿,并在11月发表了一篇文章《量子力学的现状》 。
“什么,什么”的现状,这种讽刺又略带忧虑的措辞 , 足以说明薛定谔有多讨厌哥本哈根解释 。你说波函数代表概率 , 这就引出了态叠加,波函数坍缩等等一些不可理解的概念 。
现在我把这些概念引入宏观世界,你可以看到它们有多不合理,你是如何解释的 。所以,在文章中,薛定谔描述了一只不死不活的猫 。
如果说爱因斯坦的EPR佯谬当时抓住了哥本哈根的辫子,薛定谔的猫直接戳中了哥本哈根的脊梁骨 。
因为直到现在,薛定谔的这个量子恶魔仍然无解 。
薛定谔说:按照哥本哈根的解释 , 世界的本质是概率解释 。在观测之前,一个系统会处于可能态的叠加态 。只有在我们观察之后,这些系统的波函数才会坍缩到某些本征态 。
好,我现在就拿一个放射性原子来说 。这个原子衰变什么时候符合概率解释?它可能随时衰变,释放出一个中子 。但是当我们不观察这个原子的时候 , 它是否衰变,我们就不知道了 。我们只能说这个原子处于衰变和不衰变的叠加态 。
现在我把这个原子放在一个盒子里 。盒子里还有一个盖革计数器 。盖革计数器可以检测原子是否衰变 。这个盖革计数器与一个机械联动装置相连,可以控制一个锤子落下 。在锤子下面放一个毒气瓶 。最后,我把一只猫扔进箱子里,门被盖上了 。完成工作!
当我关上箱子门的时候,那个破坏三观的东西出现了 。我不知道原子是否衰变了 。我只能说是在衰和不衰的叠加状态 。然后盖革计数器处于探测与不探测的叠加状态,机械连杆处于动与不动的叠加状态,锤子处于落与不落的叠加状态 , 毒气瓶处于破与不破的叠加状态,这样一只真正活着的生物猫处于死与活的叠加状态 。
我们以前认为原子现象处于不确定的叠加态,这是我们勉强可以接受的 。毕竟原子级那么小的东西我们是看不见的,感觉离我们很远,不会影响我们的生活 。
但是薛定谔把这种叠加态引入了现实世界,用在了一只猫身上 。我们肯定会认为一只猫不是死就是活,不可能处于死和活的叠加状态 。
还有,我们之前说过,任何事物都具有波粒二象性的属性,也就是物质波 。我们知道宏观物体的物质波很小,因为它的质量很大,波动性可以忽略不计,所以现实世界表现出确定性的本质,不存在明显的概率问题和不确定关系 。
以月球为例,它的物质波很小,具体可以用λ = h/p来计算 , 可以认为是一个无穷小的量,所以我们在不观测月球的时候,就认为月球处于某个位置 。
但是,如果认真的话,我们也可以认为月亮的位置满足概率解释 。当我们不观测它的时候,它的位置满足自身波函数ψ的描述,处于不确定的位置,我们都可以接受 。毕竟月亮的波动很小,不会影响我们对月亮的看法 。
但猫是一种生物,它的死和生是有明确定义的 。死是死,生是生 。无论如何,我们不能接受一只既死又活的猫 。
例如,猫会说话 。当我们打开盒子时,猫的波函数坍缩了 。当我们看着它的时候 , 猫很幸运地活着 。猫会说它刚才处于一种既死又活的状态吗?猫会说自己只是变成了一缕机缘波吗?当你打开盒子观察的时候 , 我突然从虚幻的概率波崩塌成活生生的本征态?
然后有人会说 , 你假设猫会说话 , 但是猫本身不会说话,它也无法描述刚刚经历的事情 。所以你的假设有问题 。也许真的处于半死不活的叠加状态 。
好了,再说一个极端的例子,把猫换成人,做实验!会发生什么?
人总是可以说话的,对吧?人们总是可以描述他们在门被关上后经历了什么 。如果你打开盒子 , 看到里面的人是活的 , 他能把自己描述成刚才的一缕机缘波吗?
显然不是 。人们会一直以为自己活着 。
姑且说没有问题 。这个实验不能做 。如果能做到 , 结果肯定是这样的 。他什么都不能说,除非他死了 。
那么哥本哈根如何解释这个实验呢?
按照哥本哈根一贯的口吻,他肯定会认为外人观察不到盒子的状态 。在外人看来,盒子里的一切都是叠加状态,就像猫和人一样 。

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