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之前我写了一篇杨氏双缝实验,当时有小伙伴们提到了薛定谔的猫#薛定谔的猫#这一实验比较难理解。今天呢,young就把这一实验给大家解释一下,其实并不是很难。
在我看来,薛定谔的猫用毛主席的一句话就可以解释,那就是“没有调查就没有发言权”。
为什么这么说呢,请听笔者慢慢道来。
物理学界在20世纪初有过很大的争论,原因在于量子力学的出现。在量子力学发展的初期阶段,爱因斯坦和波尔就对此发生了很大的争执。
爱因斯坦为首的物理学家认为微观世界和宏观世界是一样可以被确定的。而以波尔为首的物理学家们支持海森堡测不准原理,他们认为微观世界与宏观世界是不一样的,微观世界是存在不确定性的,因为观念的分歧,于是这两学派便开始了世纪之战。
上面提到的不确定性指的是在量子力学中(这里指的是微观世界),粒子的状态多种多样,并且下一秒的状态并不会受上一秒状态的影响,也就是粒子的行为多样性。比如说,你每天会在固定的六点进行晨跑,那么无论是周一还是周二你总是处在跑步的状态,这也是一种习惯。但是微观世界里不是这样的,粒子没有习惯,不会因为粒子之前的状态推断出此刻粒子该具有的状态,在任意时刻推断该粒子的状态只能说该粒子处在之前所有状态的叠加态。叠加态指的是,上上一秒粒子处在转动状态,上一秒粒子又处于静止状态,但是这一秒你要推断粒子所处的状态,只能说粒子此刻处于转动和静止的叠加态,即既转动又静止。
上述是量子力学所坚持的理论,说白了就是你推断一个东西目前是什么状态,只能认为这个东西此刻有之前所有状态的可能。这也是波尔为首的学派所坚持的观点,而爱因斯坦不这么认为,作为爱因斯坦的弟子薛定谔一样不认同波尔的理论。当时正处于两个学派的交锋时期,学派内的各个学家都在想方设法提出问题以便推翻对方的理论,在这种背景下,薛定谔的猫出现了。
首先我想说的是,薛定谔的猫只是一个理论实验,没有付诸于实际,所以并没有伤害到可爱的猫猫。
这个实验的内容如下:
在一个封闭的盒子里放一只猫,和一个装满毒气的装置,装置开启的机会概率有50%,如果要开启的话,那么装置内的毒气就会散发出来毒死这只盒子里的猫,反之,则猫不死,这个装置是 “随机”触发的,装置的机关由一个放射性原子所控制的,如果这个放射性原子裂变就会触发机关,其原理就是装置内的放射性元素的半衰期是具有不可预测性的。
薛定谔认为按照人们通常的逻辑思维来讲,猫有活着和死亡两种状态,但是量子力学里提到事物有叠加态,也就是在没有打开这个盒子的前提下,根据量子力学的理论,猫此时有三种状态,活着、死亡和既死又活。这和我们通常的逻辑认知相悖,所以认为量子力学的叠加态和不确定性是错误的,以此来反驳波尔为首的学派。
其实薛定谔的猫这个实验,笔者认为该实验并没有很好的联系微观世界和宏观世界,而是将物理学问题转到哲学问题层面。
学过概率论和统计学知道,在没有实际观测的情况下,事物的行为只能用概率来描述,也就是不确定性。在没有打开盒子的前提下,我们并不知道猫到底是生是死,只有当盒子打开的一瞬间我们才能知道猫此时的状态。这是不是也说明我没有调查就没有发言权呢?
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