薛丁格的貓 是指什麼?

時間 2021-05-11 17:33:08

1樓:Sombre

"薛丁格的貓"是由奧地利物理學家薛丁格於2023年提出的有關貓生死疊加的著名理想實驗,是把微觀領域的量子行為擴充套件到巨集觀世界的推演。這裡必須要認識量子行為的乙個現象:觀測。

微觀物質有不同的存在形式,即粒子和波。通常,微觀物質以波的疊加混沌態存在;一旦觀測後,它們立刻選擇成為粒子。實驗是這樣的:

在乙個盒子裡有乙隻貓,以及少量放射性物質。之後,有50%的概率放射性物質將會衰變並釋放出毒氣殺死這只貓,同時有50%的概率放射性物質不會衰變而貓將活下來。

根據經典物理學,在盒子裡必將發生這兩個結果之一,而外部觀測者只有開啟盒子才能知道裡面的結果 。在量子的世界裡,當盒子處於關閉狀態,整個系統則一直保持不確定性的波態,即貓生死疊加。貓到底是死是活必須在盒子開啟後,外部觀測者觀測時,物質以粒子形式表現後才能確定。

這項實驗旨在論證量子力學對微觀粒子世界超乎常理的認識和理解,可這使微觀不確定原理變成了巨集觀不確定原理,客觀規律不以人的意志為轉移,貓既活又死違背了邏輯思維。

薛丁格的貓本身是乙個假設的概念,隨著技術的發展,人們在光子、原子、分子中實現了薛丁格貓態,甚至已經開始嘗試用病毒來製備薛丁格貓態,如劉慈欣《球狀閃電》中變成量子態的人,人們已經越來越接近實現生命體的薛丁格貓 。可是另外一方面,人們發現薛丁格貓態(量子疊加態)本身就在生命過程中存在著,且是生物生存不可缺少的 。

2樓:鹽選科普

薛丁格描述了那個常被視為噩夢的貓實驗。在沒有測量之前,乙個粒子的狀態模糊不清,處於各種可能性的混合疊加。

比如乙個放射性原子,它何時衰變是完全概率性的。只要沒有觀察,它便處於衰變/不衰變的疊加狀態中,只有確實進行了測量,它才能隨機選擇一種狀態出現。

薛丁格貓悖論

好得很,那麼讓我們把這個原子放在乙個不透明的箱子中讓它保持這種疊加狀態。現在薛丁格想象了一種結構巧妙的精密裝置,每當原子衰變而放出乙個中子,它就激發一連串連鎖反應,最終結果是打破箱子裡的乙個毒氣瓶,而同時在箱子裡的還有乙隻可憐的貓。

事情很明顯:如果原子衰變了,那麼毒氣瓶就被打破,貓就被毒死。要是原子沒有衰變,那麼貓就好好地活著。

但這樣一來,顯然就會有以下的自然推論:當一切都被鎖在箱子裡時,因為我們沒有觀察,所以那個原子處在衰變/不衰變的疊加狀態。

因為原子的狀態不確定,所以它是否打碎了毒氣瓶也不確定。而毒氣瓶的狀態不確定,必然導致貓的狀態也不確定。只有當我們開啟箱子察看,事情才最終定論:

要麼貓四腳朝天躺在箱子裡死掉了,要麼它活蹦亂跳地「喵嗚」直叫。

但問題來了:當我們沒有開啟箱子之前,這只貓處在什麼狀態?似乎唯一的可能就是,它和我們的原子一樣處在疊加態,也就是說,這只貓當時陷入一種死/活的混合。

奇哉怪哉。現在就不光是原子是否是幽靈的問題了,現在貓也變成了幽靈。乙隻貓同時又是死的又是活的?

它處在不死不活的疊加態?這未免和常識太過衝突,同時從生物學角度來講也是奇談怪論。

如果開啟箱子出來乙隻活貓,要是它能說話,它會不會描述那種死/活疊加的奇異感受?恐怕不太可能。

薛丁格的實驗把量子效應放大到了我們的日常世界,現在量子的奇特性質牽涉到我們的日常生活了,牽涉到我們心愛的寵物貓究竟是死還是活的問題。

這個實驗雖然簡單,卻比 EPR 要辛辣許多,這一次扎得哥本哈根派夠疼的。他們不得不退一步以嚥下這杯苦酒:是的,當我們沒有觀察的時候,那只貓的確是又死又活的。

不僅僅是貓,一切的一切,當我們不去觀察的時候,都是處在不確定的疊加狀態的,因為世間萬物也都是由服從不確定性原理的原子組成,所以一切都不能免俗。

量子派後來有乙個被鬨傳得很廣的論調說:「當我們不觀察時,月亮是不存在的。」這稍稍偏離了本意,準確來說,因為月亮也是由不確定的粒子組成的,所以如果我們轉過頭不去看月亮,那一大堆粒子就開始按照波函式瀰散開去。

於是乎,月亮的邊緣開始顯得模糊而不確定,它逐漸「融化」,變成概率波擴散到周圍的空間裡去。

當然這麼大乙個月亮完全「融化」成空間中的概率是需要很長很長時間的,不過問題的實質是:要是不觀察月亮,它就從確定的狀態變成無數不確定的疊加。

不觀察它時,乙個確定的、客觀的月亮是不存在的。但只要一回頭,一輪明月便又高懸空中,似乎什麼事也沒發生過一樣。

不能不承認,這聽起來很有強烈的主觀唯心論的味道

3樓:

我一直覺得這玩意兒挺扯淡的誰來解答一下?

按照他的說法,人開啟箱子之前貓都處於又死又活的疊加態,直到人開啟箱子,他才最終確定下來生還是死?這不是扯淡嗎?我扔個硬幣,不去看他我也不知道他是處於什麼狀態,但這不代表他現在就是疊加態啊,它要麼正面要麼反面這是已經確定的啊。

這難道不是意識決定物質,唯心主義?意思是只有人看到了才決定了它的狀態,沒看到前就一直處於疊加態?

4樓:風卷雲開

我來稍微說一下觀測在這個過程裡的作用吧,其他的大家都說了。注意我也並不確定是否正確,還請指正。

當沒有觀測這只貓的時候,這只貓是非死非活的,他的概率瀰散在死活之間。然而貓本身的觀測為何不導致坍塌呢?

現在我們做另乙個實驗:在這個貓實驗盒外再做乙個裝置,同樣的用微觀粒子的衰變控制,考慮到人道主義,這個盒子只是發出乙個訊號,當發出訊號後,一位女性研究員將在正常的時間開啟貓盒,而沒有訊號的條件下則是男性研究員來完成這件事情。

我們跟隨乙隻幸運的貓兒——他沒看到自己去世,所以開啟盒子時也並不會死去——他看到了盒蓋掀開,然後他看見了一位研究員:這次是男性。但在他沒掀開之前,掀開蓋子的研究員是誰對貓來說同樣是疊加的,只有盒子被掀開時才會知道是誰。

因此在這個小世界裡,有兩組互相不能確定的觀測者,乙個是貓,知道自己死活卻不知道開盒子的是男是女;乙個是研究員,知道開盒子的是男是女卻不知道貓是死是活。因此整個世界有4種可能的結果:男活男死女活女死,這些在不看他們的研究記錄時同樣是疊加的。

現在假設你也在盒子外面看著兩個研究員談情說……哦不對,虐狗,這個情況下你和研究員一起可以確認是誰開盒子,而不能確定貓的死活。假設男性開盒子時你會用右手打個響指,女性開盒子時你會用左手打個不響的響指,你的行動將會與研究員的行動同步,你們之間就不存在概率的問題。觀測的結果是同步,這也是貓的概率對自己確定,對研究員卻無法確認的原因。

觀測既然可以理解為同步,與方式的關係就沒有一般理解的那麼深了。乙個固定時間開啟貓盒並且開啟紅外線之類的玩意確定貓是死是活的機器能不能觀測這個貓?一方面它可以,它將會與貓的死活同步,並且根據他的死活顯示乙個結果,但另一方面,如果我們不去看它的結果,它同樣會在兩個結果的疊加態上。

而這個機器與乙個科學家也是等價的,除非科學家告訴你實驗結果,他也一樣會在疊加態裡。

所以觀測和靈魂沒關係,那些宗教信徒【已編輯】都【已編輯】啊Kora!

5樓:白冽泉

假設我是光子,我處於疊加態,也就是我在過去,現在,未來同時存在,那我就能對過去和未來產生影響。打個比方,我在2023年看了2023年的一部電影,在2023年突然想起這部電影,有了一些感想,你覺得上述事件,首先都是隨機事件,其次發生過程是固定的,但前提是我是人,我現在是光子,所以會變成什麼樣呢?我在2023年產生了想法,我用腦電波對2023年前的導演,製片產生了影響,讓他們拍了電影,然後我在2023年看了,所以,這部電影會不會有完全取決於我會不會看,會不會想。

呵呵圖是雙縫的一些猜測,自己看吧

6樓:劉靜好

藉此推薦問題題目,說點跑題的話,題主見諒哦。

有段時間,大概個人被神秘人「研究」了?好好的人,被用薛丁格的貓圖圖定格了屏保,惡意暗示明顯得辣麼可惡。

還好,知己知彼,沒有受其蠱,而是繼續保持內心的境闊與通透,一路向光而行。

終於撥雲見日,霾過天青——春天再次來臨的時候,不知什麼感動了持久的冷暴力,我的被惡意定格為「薛丁格的貓」的可惡屏保,換成了生機勃勃的梅花鹿。

所以,我想,AI,不至於成長為使用者的礙,隘,唉;它會與使用者一起健康成長,讓這個星球上的人間有愛,友愛

7樓:

把貓放在毒氣室裡,毒氣室有電子門,開關由原子核衰變控制,一衰變開關就開啟貓就被毒死。

這個思想實驗並不是解釋量子力學的實驗,而恰恰是為了反駁主流量子力學觀點而提出的實驗,由它引發的爭論一直持續到現在。

教科書上給的量子力學的解釋是,電子圍著原子核轉,但是並不像巨集觀物體,它沒有確定軌跡,出現在什麼位置只是乙個概率,只有觀測才確定它的位置,注意,並不是觀測後「知道」它在哪兒,而是觀測「確定」它在哪兒,如果不觀測到處都有它。這不是隨口而來的,是通過實驗總結出來的規律,可以用它解釋所有微觀粒子的運動。

但是上面這套理論只是量子力學的主流學派,以玻爾為代表的哥本哈根學派。愛因斯坦薛丁格就反對這套理論,他們堅持認為「上帝不擲骰子」,電子肯定還是有確定軌跡,只是用巨集觀手段無法觀測,概率論的解釋只是對表象的描述,並不是本質。

概率論的一大理論缺陷就是,微觀粒子運動是概率分布的,但是巨集觀世界好像都是確實的啊,那兩者的界限在哪兒?如果把乙個微觀粒子看成一粒沙子,巨集觀物體看成乙個沙堆,兩者具有不同性質,那一粒一粒的加沙子,到底到哪一步沙子才變成沙堆?

薛丁格提出貓的實驗就是向哥本哈根學派發出的挑戰,他把微觀粒子的衰變和毒氣室的開關聯絡起來,這樣就相當於把微觀的粒子與巨集觀的貓綁在一條繩子上了,微觀粒子的衰變是按概率發生的,那請問貓的死活是不是也是一種概率,只有開啟毒氣室觀測才「確定」貓的死活?現實中存不存在既死又活的貓?

這擊中了哥本哈根學派的命門,從此之後他們就提出各種假說填補這個理論缺陷。與此同時,愛因斯坦薛丁格的支持者也嘗試各種實驗證實概率論的不完備性。到目前為止所有的科學實驗都符合概率論的描述,沒人能找到反例,但是依然有人堅信「上帝不擲骰子」。

上面的科學術語可能很不準確,但是大概意思應該就是如此。

薛丁格的貓是永生的嗎?

一條巨獸 我不懂哲學啥的,對於量子力學也是不懂,但是相對於特修斯之船和電車難題,我覺得這個薛丁格的貓好無聊,這個實驗是不是可以說是我現在擔心遠在他鄉的老婆會不會出軌,出軌或者不出軌只是兩個結果,但是我必須去看過才知道,但是現在我看不到那麼就說明我老婆是處在出軌和守貞操的重疊中嗎.好恐怖好糾結.我老婆...

薛丁格的貓在現實生活中有什麼意義,薛丁格的盒子又是什麼比喻?

Frankie Ling 你不熟悉量子力學才會問這樣的問題。不用管薛丁格的貓,我講乙個命題,你覺得是否非常顛覆世界觀 當你測量乙個物體時,測量本身會改變該物體狀態,測量前,這個物體處於什麼狀態,無意義。更進一步 當你觀察 意識 到乙個物體時,這個物體的狀態被你的觀察所決定,而你觀察到它以前,它處於什...

「薛丁格的貓」開啟盒子是「觀察」還是「決定」貓的生死?

好多答案都說觀察就是決定,對此我來進一步解釋下。量子力學是物理理論,是用來描述我們可觀測可影響的世界的規律,或者更具體地說,是用來描述實驗的規律的。它不描述整個世界。它只描述世界中能用實驗捕獲的表面真實,以及被認為能對能用實驗捕獲的表面真實產生影響的隱藏部分。當然這裡的實驗可以是廣義的一切人與自然的...