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薛定谔的貓長什麼樣子
薛定谔的貓長什麼樣子
更新时间:2025-08-03 20:26:00

薛定谔的貓,相信大家多聽說過,一個非常著名的思想實驗,實驗中的貓被描述成一隻“既死又活”的貓,這樣的貓真的存在嗎?

薛定谔的貓長什麼樣子(解讀薛定谔的貓)1

實驗其實并不複雜,一個密封的箱子,一個毒氣瓶,一個開關,還有放射性原子。放射性原子衰變與否能控制開關,開關打開時,就會釋放毒氣,貓就死亡了。開關關閉時,不會釋放毒氣,貓就能活下來。

由于放射性原子的衰變是随機的行為,我們無法确定什麼時候衰變(衰變與不衰變的疊加态),開關的狀态也沒法确定,那麼貓就可能處于生死的疊加态中,隻有當我們打開箱子親眼看一下,才知道最終的結果到底如何。

由此就引發了一個問題:量子的疊加态是何時終止的呢?

無論如何終止,都避免不了一個結果:貓處于生死的疊加态。這太不符合常理了,現實中怎麼可能存在這樣的貓呢?要麼死,要麼活,不可能“既死又活”!

薛定谔的貓長什麼樣子(解讀薛定谔的貓)2

薛定谔提出“薛定谔的貓”這個思想實驗的目的其實就是為了諷刺哥本哈根學派關于量子力學“不确定性”的诠釋,對于這種諷刺,以波爾為首的哥本哈根學派也給出了自己的诠釋。

第一種就是波函數概率诠釋,強調薛定谔方程中的波函數其實是一種概率波,隻能計算微觀粒子在某個位置出現的概率,我們隻能觀測到一種結果,而不能預測到想要的結果。

玻恩本人也因為提出了概率诠釋獲得了諾貝爾物理學獎。

還有波爾的互補原理,簡單講就是,微觀世界裡,量子力學的各種詭異現象表現得很明顯,但并不違反宏觀上的觀測。說白了,在大量微觀粒子為背景的情況下,量子系統的運動規律仍舊表現出符合經典力學的現象。

還有後來的退相幹诠釋,意思是說:貓不可能處于生死的疊加态,因為貓所在的環境肯定會影響到貓的狀态,讓貓成為生或死的狀态,而不是既死又活。

還有其他解釋,這裡不再詳述了。一個簡單的思想實驗,引發了這麼多的思考,還有以波爾和愛因斯坦為首的兩大陣營的辯論。

雖然薛定谔的貓這個思想實驗到如今也沒有完全得到解釋,但在不經意間确實推動了量子力學的發展。

薛定谔的貓長什麼樣子(解讀薛定谔的貓)3

目前來看,物理學界還是傾向接受“哥本哈根學派”的诠釋,簡單說就是疊加态和不确定性。而愛因斯坦學薛定谔等人堅持認為“哥本哈根诠釋”是不完美的,肯定不是量子世界的本質,還會有某種隐藏更深的隐變量沒有被發現,所以才會導緻量子力學的詭異性。

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