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薛定锷 不在你的眼睛里

时间:21:02:57作者:admin分类:实践浏览:9评论:0

科学家和猫咪的故事

相信大家听说过“薛定谔的猫”这个词,很多地方都谈到过这个“又死又活”的猫咪,但是薛定谔的猫究竟想表达什么,这个猫咪存在的意义究竟是什么呢?今天我们就来看看这个著名科学家和猫咪之间的恩怨情仇。

薛定谔,是奥地利的物理学家,同时他也是量子力学的奠基人之一,还促进和发展了分子生物学,同时也建立了波动力学, 薛定谔提出的薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子运动的基本定律,在量子力学中,薛定谔方程的地位相当于经典力学中的牛顿三定律。

由此可见,在量子力学中,薛定谔的地位并不低,他不止在物理学上有所建树,还在生物学和哲学上有很深的研究,并且也获得过诺贝尔奖项,除了这些研究成果之外,“薛定谔的猫”这个思想实验对全世界以及量子力学的发展都造成了巨大的影响。

那么薛定谔的猫到底是什么呢?其实薛定谔的猫并不是真实存在的,而是一个“思想实验”,在物理学中存在很多的思想实验,因为很多时候,因为科技的限制,一些实验很难实现,或者是一些会产生悖论的实验,这个时候科学家会在脑海中用想象力去完成这些实验。

一些现实世界中无法完成或者是因为各种原因无法完成的实验,都会以思想实验的方式在来实现。

爱因斯坦就曾经说过“理论的真理在你的心智中。

”,由此可见思想实验在物理学的发展中十分重要。

而薛定谔的猫可能最著名的思想实验了,这个思想实验巧妙的把宏观和微观结合在一起,向人类阐述了量子力学中不确定性原理的不完备性。

首先我们来说一下薛定谔的猫这个思想实验的具体流程。

假设存在一个密闭的容器,猫咪就存在于这个容器中,虽然这个容器是密闭的,却不用考虑猫咪会因为缺氧而死亡,在这个容器中还存在少量的镭和氰化物,剧毒的氰化物也被存放在一个密闭的玻璃瓶中。

而镭这种元素是很不稳定的,随着时间的推移有很大的概念会衰变,如果容器中的镭发衰变的话,就会打破装有氰化物的玻璃瓶,这也会导致猫咪被剧毒的氢化物给杀死。

这个看似很简单的实验,却会产生让人意外的结果。

在我们的想象中,这个实验有点莫名其妙,因为实验的最终结果肯定是镭元素衰变,导致猫咪死亡。

可是从量子力学的角度来思考的话,就会产生完全不一样的结果。

因为猫咪在一个密闭的容器中,所以在打开这个容器之前,我们不知道镭元素有没有衰变,如果强行打开容器必然会导致猫咪的死亡。

所以,我们不知道容器中的猫咪具体状态,更深入一点来说的话,就是我们不知道容器内镭元素的状态,从量子力学的角度来看,镭元素处于衰变和没有衰变两种状态的“叠加态”中。

量子力学认为,在我们没有观察量子的时候,量子的状态是可以多种状态同时存在的,也就是说镭元素同时处于衰变和没有衰变的“叠加态”中,所以猫咪的状态也处于“生”和“死”的叠加态中,可是这不合理呀?一个生物怎么可能又活着又死亡呢?

不过,薛定谔提出这个思想实验,并不是为了让我们为了这个猫咪的存在感到恐惧,而是在揭示量子力学的“不完善”,同时也在向我们展现量子力学现在面对的困局。

目前量子力学最被认可的“哥本哈根诠释”认为,是观察者的观察导致了波函数的坍塌,在观察者没有观察的时候,量子的状态就是多种并存的,这个可以由双缝干涉实验证明。

薛定谔正是不满意哥本哈根诠释,才会提出薛定谔的猫这个思想实验,把微观和宏观结合在一起,用一只不存在的猫咪,让我们感受目前量子力学理论的不完备性。

其实早在这个思想实验被提出之前,爱因斯坦就开始质疑量子力学不完善,薛定谔跟爱因斯坦从量子纠缠这个现象就开始讨论,认为量子力学展现出的现象揭露的并不是宇宙的本质,而是因为理论不完善造成的假象。

爱因斯坦所说的“上帝不掷骰子”,就是在质疑哥本哈根诠释的观点,而薛定谔的猫也在给我们揭示目前量子力学面对的难题,在量子力学中很多观点和现象都和宏观世界中的规律相悖。

不过除了哥本哈根诠释之外,多世界诠释也是一个让很多人追捧的理论,这个诠释认为,在我们观察猫咪的状态之前,两种状态的叠加代表两个不同的平行宇宙,而观察会决定我们进入那一个平行宇宙之中,这个观点要比哥本哈根诠释更不靠谱。

总的来看,薛定谔的猫这个实验,就是在向我们揭示量子力学现在面对的问题,这个思想实验并没有我们想象的那么诡异,只是因为理论的不完善和人类科技的限制,无法得到合理的答案。

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