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薛定谔的猫比喻什么 薛定谔的猫是什么意思 简单阐述薛定谔的猫是怎么回事

导语:薛定谔的猫是什么意思:简单阐述薛定谔的猫是怎么回事薛定谔的猫释义:奥地利着名物理学家薛定谔提出的一个思想实验,试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来

薛定谔的猫是什么意思:简单阐述薛定谔的猫是怎么回事

薛定谔的猫释义:奥地利着名物理学家薛定谔提出的一个思想实验,试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来,以此求证观测介入时量子的存在形式。

薛定谔的猫究竟是什么意思:看完你就懂了

一个猫,你去观察,要么是活着,要么是死的!这个宏观成立的逻辑,在微观世界不成立!薛定谔的猫为了说明微观量子的状态。量子的状态是叠加的,即是活的,也是死的!宏观任何物体都没有这个属性,于是薛定谔引入放射性元素衰变50%的概率解释说明这个状态!

量子另一个特性是观察即确定唯一状态,宏观物体也没有这个属性,你观察宏观物体,并不影响物体的死活。于是薛定谔引入盒子的概念,打开盒子表示观察。盒子一开,猫是死是活一目了然!

所以薛定谔的猫表达是量子像盒子里的猫。不打开盒子,猫即是死的,也是活的!打开盒子,必将确定猫的死活,要么是死,要么是活!而且这个开盒子的过程不可逆!

简单阐述一下“薛定谔的猫”是怎么回事

“薛定谔猫”

又称:薛定谔的猫 Schr?dinger's Cat

对于斯蒂芬·霍金来说,作为牛顿在剑桥卢卡逊教席的继承人、爱因斯坦之后的物理学界盟主,如果物理学上还有什么事件让他烦恼的话,那一定是薛定谔的猫。“——谁敢跟我提起薛定谔那只该死的猫,我就去拿枪!”

薛定谔猫是关于量子理论的一个思想实验。

实验内容:

这只猫十分可怜,它被封在一个密室里,密室里有食物有毒药。毒药瓶上有一个锤子,锤子由一个电子开关控制,电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变,则放出α粒子,触动电子开关,锤子落下,砸碎毒药瓶,释放出里面的氰化物气体,猫必死无疑。这个残忍的装置由薛定谔所设计,所以此猫便叫做薛定谔的猫。

薛定谔在1935年发表了一篇论文薛定谔的倒霉猫,题为《量子力学的现状》,在论文的第5节,薛定谔描述了那个常被视为恶梦的猫实验:哥本哈根派说,没有测量之前,一个粒子的状态模糊不清,处于各种可能性的混合叠加。比如一个放射性原子,它何时衰变是完全概率性的。只要没有观察,它便处于衰变/不衰变的叠加状态中,只有确实地测量了,它才会随机的选择一种状态而出现。

原子核的衰变是随机事件,物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间。如果一种放射性元素的半衰期是一天,则过一天,该元素就少了一半,再过一天,就少了剩下的一半。但是,物理学家却无法知道,它在什么时候衰变,上午,还是下午。当然,物理学家知道它在上午或下午衰变的几率——也就是此猫在上午或者下午死亡的几率。

如果我们不揭开密室的盖子,根据我们在日常生活中的经验,可以认定,此猫或者死,或者活。这是她的两种本征态。但是,如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫,则只能说,她处于一种活与不活的叠加态。我们只有在揭开盖子的一瞬间,才能确切地知道此猫是死是活。此时,猫的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态。

量子理论认为:如果没有揭开盖子,进行观察,我们永远也不知道此猫是死是活,她将永远到处于半死不活的叠加态。这与我们的日常经验严重相违,要么死,要么活,怎么可能不死不活,半死半活?

薛定谔挖苦说:按照量子力学的解释,箱中之猫处于“死-活叠加态”——既死了又活着!要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。正像哈姆雷特王子所说:“是死,还是活,这可真是一个问题。”只有当你打开盒子的时候,迭加态突然结束”),哈姆雷特王子的犹豫才终于结束。

好了,如果看完上面部分你仍然有疑问,那么我对几个基本的概念稍做解释:

1、经典世界,即我们所认识的看得见,摸得着的宏观世界。到目前为止,经典世界的物理法则仍然被古老的牛顿力学所统治。

2、量子态/量子波函数:基本粒子具有波粒二像性和测不准性质,这是从经典力学的角度去看的,因为经典力学的理论体系里面只有纯波或纯粒。量子世界并不准确的将粒子定义为波或者粒,而是建立一个描述该粒子状态的函数,这个函数包含的所有解即是该粒子可能被观测到的所有状态。

3、波函数坍缩:量子力学认为,波函数在人类对其进行测量的时候将产生不可逆的坍缩,这时候该粒子无法保持纯函数态的存在而必须坍缩到一个该函数的本征解上,该位置即是我们所观察到的粒子状态。这也正是量子力学对“测不准原理”的解释。

4、波函数叠加:未观测前,波函数的所有解处于叠加状态,粒子可以在任意解上以该函数的几率表现出现,也就是说,它既在这里,又在那里,也可以说它哪里都不在,它只存在于一个函数方程里;只有该函数坍缩后才会出现在具体的位置上。

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