【與第三卷的一些格局上的關聯,不想看可以略過,無大礙。另外本章不影響正常劇情更新。】
(不過最好看看,就當科普了哈~???′??`????)
本文摘抄自360百科,侵刪。
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中文名:薛定諤的貓
外文名:erschr?dger"scat
彆稱:薛定諤之貓
表達式:p死+p生=1【p死=p生】
提出者:薛定諤
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薛定諤的貓是奧地利著名物理學家薛定諤提出的一個理想實驗,試圖從宏觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題,巧妙地把微觀物質在觀測後是粒子還是波的存在形式和宏觀的貓聯係起來,以此求證觀測介入時量子的存在形式。隨著量子物理學的發展,薛定諤的貓還延伸出了平行宇宙等物理問題和哲學爭議。
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基本概念:
“薛定諤的貓“是由奧地利物理學家薛定諤於1935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展到宏觀世界的推演。這裡必須要認識量子行為的一個現象: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:在一個盒子裡有一隻貓,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隻貓,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,而外部觀測者隻有打開盒子才能知道裡麵的結果。在量子的世界裡,當盒子處於關閉狀態,整個係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打開後,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宏觀不確定原理,客觀規律不以人的意誌為轉移,貓既活又死違背了邏輯思維。
薛定諤的貓本身是一個假設的概念,隨著技術的發展,人們在光子、原子、分子中實現了薛定諤貓態,甚至已經開始嘗試用病毒來製備薛定諤貓態,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定諤貓。可是另外一方麵,人們發現薛定諤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。
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理想實驗:
薛定諤的貓schr?dger"scat是關於量子理論的一個理想實驗。
儘管量子論的誕生已經過了一個世紀,其輝煌鼎盛與繁榮也過了半個世紀。量子理論曾經引起的困惑直到21世紀仍困惑著人們。正如玻爾的名言:“誰要是第一次聽到量子理論時沒有發火,那他一定沒聽懂。“薛定諤的貓是諸多量子困惑中有代表性的一個。一隻貓被封在一個密室裡,密室裡有食物有毒藥。毒藥瓶上有一個錘子,錘子由一個電子開關控製,電子開關由放射性原子控製。如果原子核衰變,則放出阿爾法粒子,觸動電子開關,錘子落下,砸碎毒藥瓶,釋放出裡麵的氰化物氣體,貓必死無疑。原子核的衰變是隨機事件,物理學家所能精確知道的隻是半衰期衰變一半所需要的時間。如果一種放射性元素的半衰期是一天,則過一天,該元素就少了一半,再過一天,就少了剩下的一半。物理學家卻無法知道,它在什麼時候衰變,上午,還是下午。當然,物理學家知道它在上午或下午衰變的幾率也就是貓在上午或者下午死亡的幾率。如果我們不揭開密室的蓋子,根據我們在日常生活中的經驗,可以認定,貓或者死,或者活。這是它的兩種本征態。如果我們用薛定諤方程來描述薛定諤貓,則隻能說,它處於一種活與不活的疊加態。我們隻有在揭開蓋子的一瞬間,才能確切地知道貓是死是活。此時,貓構成的波函數由疊加態立即收縮到某一個本征態。量子理論認為:如果沒有揭開蓋子,進行觀察,我們永遠也不知道貓是死是活,它將永遠處於半死不活的疊加態,可這使微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理,客觀規律不以人的意誌為轉移,貓既活又死違背了邏輯思維。
薛定諤挖苦說:按照量子力學的解釋,箱中之貓處於“死活疊加態“既死了又活著!要等到打開箱子看貓一眼才決定其生死。請注意!不是發現而是決定,僅僅看一眼就足以致命!正像哈姆雷特王子引用自莎士比亞的名言所說:“生存還是死亡,這是一個問題。“隻有當你打開盒子的時候,疊加態突然結束在數學術語就是“波函數坍縮lpse“,哈姆雷特王子的猶豫才終於結束,我們知道了貓的確定態:死,或者活。哥本哈根的幾率詮釋的優點:隻出現一個結果,這與我們觀測到的結果相符合。有一個大的問題:它要求波函數突然坍縮,可物理學中沒有一個公式能夠描述這種坍縮。儘管如此,長期以來物理學家們出於或許實用主義的考慮,還是接受了哥本哈根的詮釋。付出的代價:違反了薛定諤方程。這就難怪薛定諤一直耿耿於懷了。
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