“薛定谔的猫”的诞生实际上是爱因斯坦的学校对哥本哈根学派的量子力学中“叠加态”的攻击。爱因斯坦告诉施罗尔?薛定谔提出一个想法:将微观世界的叠加状态带到宏观世界,以证明叠加状态的荒谬性。因此,薛定谔设计了一个思想实验“薛定谔的猫”,在本期中,我将详细解释“薛定谔的猫”的更深层含义。
薛定谔的猫是思想实验
所谓薛定谔的猫是一个思想实验,把一个猫关在一个封闭箱子里,箱子里有镭,只要镭辐射,就会让锤子敲碎毒瓶,从而猫就死了,当然如果没有辐射猫就活着。微观世界的随机和宏观世界的随机,完全不一样。宏观世界的随机,比如你扔一个骰子,我们认为扔到2点是一个完全的随机事件,但是诚如我上一篇文章所讲,只要我知道你扔骰子的那一刻所有的初始状态,比如初速度、角度、风速等等,我就可以通过物理规律计算出落地后倒地是不是扔到2点,所以说扔的一刻其实就已经决定了结果,这不叫真正的随机。
是一个真正的随机事件
而微观世界的随机最大特点在于,根据事件的初始状态,无法100%计算出将来发生的结果,所以镭辐射前,我们通过任何物理规律都无法知道到底啥时才100%辐射,镭辐射是一个真正的随机事件。
但是这里有一个关键,那就是叠加态到底是啥造成,啥时叠加态会结束。首先镭可以说处于叠加态:35%衰变+65%不衰变,所以猫也处于叠加态:35%死+65%活。
那么问题的关键来了,猫啥时会从叠加态变为一个确定的状态?其实就是观察。诚如之前文章所讲,观察对于微观世界而言,比宏观世界更有意义。宏观世界的观察只是观察,而微观世界的观察还有一种改变微观粒子状态的作用,那就是把“叠加态”变为“固定态”(其实这里的固定态是我自己发明的词,准确的说应该叫本征态)
猫什么时候死的
下面我们就来正式“观察”一下猫的生死,假设此时已经过了一段时间,我不知道镭到底是否衰变,所以猫也处于叠加态,当我开箱去观察时,假设发现猫已经死了,下面我问:猫什么时候死的?
这里有两种可能,第一种可能是我开箱前猫就死了,第二种可能是我开箱的那一瞬间猫恰好刚死。你觉得哪种可能性更大呢?相信不少朋友会认为肯定是第一种可能啊,因为凡事不可能就这么巧,我开箱的一瞬间猫刚好就死了吧。
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