“薛定谔的猫”实验中,到底蕴含着什么秘密?

来了解一下薛定谔的猫,设想在一个封闭的匣子里,有一只活猫和一瓶毒药,当衰变发生的时候,里面的药品就会被打破,而猫则被毒死,也就是说里面的猫可能死了也可能还活着。

埃尔温·薛定谔,相信很多人是非常熟悉的,他是奥地利的物理学家,他最著名的思想实验就是薛定谔的猫,在1935年他提出了有关猫生死叠加的著名思想实验。

在这个实验当中,他把量子力学中的反直观的效果转嫁到了日常生活中的事物上,并以此来表达他想对一般的统计学说来解释量子物理的拒绝,那么“薛定鄂的猫”中到底蕴含着什么秘密呢?

“薛定鄂的猫”中到底蕴含着什么秘密?

那么接下来我们就先来了解一下薛定谔的猫,设想在一个封闭的匣子里,有一只活猫和一瓶毒药,当衰变发生的时候,里面的药品就会被打破,而猫则被毒死,也就是说里面的猫可能死了也可能还活着。

毒药瓶上有一个锤子,锤子是由一个电子开关控制的,电子开关由放射性原子控制,如果原子核衰变,那么就会放出阿尔法粒子,触动电子开关,锤子落下后就会砸碎毒药瓶,释放出里面的氰化物气体,这个时候猫就必死无疑了。

由于原子核的衰变是随机时间,所以物理学家所能精确知道的只是半衰期-衰变一般所需要的时间,如果一种放射性元素的半衰期是一天,那么一天之后该元素就少了一半,再过一天的话就少了剩下的一半。

但是物理学家却无法知道它在什么时候会衰变,如果不揭开盖子,那么我们就只能认定猫是死或者是活,这是它的两种本征态。

但是如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫的话,那么它是处于一种活与不活的叠加态,我们只有在揭开盖子的时候才能知道猫到底是死的还是活得,那么这个时候猫构成的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态。

除非进行观测,否则我们对于一切都是不确定的,这就使得微观不确定原理变成了宏观不确定原理,而猫既死又活是违背了逻辑思维的,这种既死又活的猫是非常荒谬的。

那么我们知道量子力学的特别之处就在于它是允许猫在死和活两种状态之间的,也就是说存在中间态,但是在经典物理的理解中,猫却只有死活两种状态。

那么到这里为止,薛定谔想表达的问题就出现了,他把量子效应放大到了我们日常的世界中,就是为了一只不知死活的猫,这在现实中确实是非常荒谬的,这种叠加态非常值得我们人类思考。

如果这个推论成立的话,那么所有的一切,当我们不观察的时候,都是处在一种不确定的叠加状态,那么世界上的所有事物都是由服从不确定性原理的原子所构成的。

总的来说,薛定鄂的猫所蕴含的道理是值得我们人类思考的,在那个年代映射出了一个更为广阔的世界,事实上我们人类对于周围的事物以及宇宙的了解都是比较少的,因为宇宙当中所包含的可能性实在是太多了,我们无法准确地预知到全部的可能性。

也许微观到极致就是宏观,也许多维空间也超出了我们的认知,总的来说,如果我们人类想要更清楚地了解我们现实的世界,了解我们所生存的宇宙,还是需要时间潜心去进行研究的。

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