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科普:「薛丁格的貓」的兩大誤區

4月
25
2018

2018年4月25日17時 今日科學 科學薛定諤的貓

科學薛定諤的貓

作為科學界中鼎鼎有名的兩大神獸之一,薛丁格的貓給人一種光怪陸離又捉摸不透的感覺,有時又引導人們去思考意識和萬物本源的關係,總讓人覺得陰森古怪。這裡小編就簡單介紹一下這個思想實驗,並且重點要向大家科普下兩個誤區,許多人都誤解了其中的含義。

這個實驗很簡單,就是在一個密閉的空間中放一隻黑貓,當然也可以是白貓灰貓棕貓,都無所謂,然後在密閉空間中安裝上一盒具有放射性的原子核物質,然後再將它連接到電錘上,如果放射性物質衰變就會釋放阿爾法粒子,就啟動了電錘,然後錘子就會砸下,將底下的毒藥瓶打破釋放有毒的氰化物,這隻貓就死了。相反如果在一定時間內,放射性物質沒有衰變,那麼這隻貓就不會死。

在經典力學中,這隻貓在某個時間點上的生死只能是一種情況,要麼生要麼死,客觀事實是確定的,只不過就是我們是否知道而已;在量子力學中,某個時間點上,這隻貓生死的客觀事實是不確定的,如果我們參與了這個體系,那麼波函數就會坍塌,貓的生死就會確定。

誤解一

量子力學是描述微觀世界物質的規律,但這隻薛丁格的貓是宏觀世界的,這麼描述只不過是為了讓人更好的理解,在宏觀世界中並不存在疊加態。經常看到有很多讀者用量子力學來描述宏觀物質,說我們的世界是疊加態的,我們的意識參與其中使疊加態坍塌,所以才有了現在的世界。這種說法根本就是唯心主義,也完全忘記了量子力學適用於微觀世界的先決條件。

在微觀世界中這種疊加態是存在的,就像雙縫干涉試驗一樣,科學家觀察發現一個光子可以同時通過兩條縫隙,但用儀器去精密測量的時候,這個光子就只通過了一條縫,也就是說波函數坍塌了,只留下了一個結果。

誤解二

其實薛丁格當時所提出的這隻貓根本不是為了解釋量子力學的現象。相反,他是為了諷刺挖苦量子力學的荒唐而提出的言論,但卻被人誤解而登上了《自然科學》雜誌,成了量子力學的推廣者。如今這個著名的思想實驗已經成為了量子力學的基礎。並且在這個思想實驗的背後暗藏著薛丁格本人對當時納粹行為的不滿,就像一隻黑色的貓一樣,影射這個兇險又變幻莫測的世界。


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