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薛定谔的貓到底證明了什麼
薛定谔的貓到底證明了什麼
更新时间:2025-04-02 13:03:10

薛定谔的貓到底證明了什麼?上一期文章我詳細給大家講解了愛因斯坦對哥本哈根學派發起的第一波攻擊:光子箱實驗這裡我還是再次強調,愛因斯坦并不是全盤否定量子力學,隻是愛因斯坦覺得量子力學“不完備”而已,下面我們就來聊聊關于薛定谔的貓到底證明了什麼?接下來我們就一起去了解一下吧!

薛定谔的貓到底證明了什麼(薛定谔的貓又有一個全新的解釋)1

薛定谔的貓到底證明了什麼

上一期文章我詳細給大家講解了愛因斯坦對哥本哈根學派發起的第一波攻擊:光子箱實驗。這裡我還是再次強調,愛因斯坦并不是全盤否定量子力學,隻是愛因斯坦覺得量子力學“不完備”而已。

我們都知道哥本哈根學派代表人物有“波爾”、“波恩”和“海森堡”,而愛因斯坦這邊主要是“愛因斯坦”、“薛定谔”等人,所以在第一波對哥本哈根學派的攻擊失敗後,愛因斯坦就想到了另一個量子力學的“弱點”,那就是“疊加态”。

這話怎麼說呢?我們都知道量子力學裡面有個概念叫疊加态,就是說一個微觀粒子可以同時處于多個位置,比如描述一個粒子可以說該粒子:A位置出現概率是34% B位置出現概率是36% C位置出現的概率是30%,所以這個粒子是同時處于A、B、C三處的疊加态。這種疊加态要是再宏觀世界會變得非常荒謬,所以愛因斯坦很多年前就和薛定谔溝通過,讨論看能否把微觀世界的這種疊加态帶到宏觀來,從而形成對哥本哈根學派的攻擊。

如何把微觀世界的疊加态帶入宏觀呢?這難度非常大,因為微觀和宏觀目前并沒有一條明确的分界線,不過大神薛定谔還是想到了一個思想實驗,那就是大名鼎鼎的“薛定谔的貓”,這個故事相信您一定聽說過,這裡為了照顧沒聽過的朋友我還是簡單說下:

所謂薛定谔的貓其實是一個思想實驗,把一個貓放進一個封閉的箱子(當然保證貓有空氣能存活),箱子裡面有放射性元素鐳、一個毒瓶子和一把錘子,鐳一旦衰變會進行輻射從而激發一個裝置,這個裝置會讓錘子掉下來敲碎毒瓶,然後貓就game over的挂了,當然如果鐳沒衰變,貓自然就活的很愉快。

所以問題的關鍵在于鐳是否衰變,但是很多人把鐳是否衰變理解成為我們宏觀意義上的随機,這裡有一個很大的誤區,不少人都陷入了這個誤區。那就是宏觀上的随機和微觀上的随機,可是有大大的不同。為什麼呢?我問你一個問題:你向上亂扔一個硬币問硬币落地時的正反面,你覺得這個事件是不是随機事件?你也許會覺得肯定是随機事件啊,但是我要告訴你的是這不是“真正的随機”!

那啥叫真正的随機呢?扔硬币這個行為看似随機,其實當你扔硬币的一刻,隻要我知道你扔的角度和速度等一切初始信息,就可以用牛頓力學等物理規律來預言後面發生的一切,也就是你扔硬币的一刻我就已經知道結果了,無需等到硬币真正落地。

當一個事件才剛開始,我就已經知道後面的結果了,請問這能叫随機嗎?No,這不叫随機,這叫必然發生,因為我能預測出硬币後面落地必然會處于XX狀态。我們通常覺得扔硬币是随機事件是因為我們并不知道扔硬币的初始狀态而已,其實我們是有能力知道扔硬币的一切初始狀态的。

但是微觀世界就不同了,比如你想根據一個電子的初始狀态去預測一個電子下一秒的位置,首先初始狀态信息就不能獲取完全(因為測不準原理速度和位置不能同時測準,往期詳細說了,不懂可以去看看),所以你預測電子下一秒的位置就不能給出确定的答案,隻能說下一秒出現在A這個地方的概率是70%,電子處于疊加态:70%概率在A 30%概率在B。請記住一點,微觀世界對所有粒子的預測,都是說概率,不說确定值(當然也有一種特殊情況,比如概率為100%和概率為0%的時候,隻不過大部分時候的預測都是0%~100%之間的概率值),這也是愛因斯坦覺得量子力學不完備的原因所在。

所以微觀粒子如果也有一個“抛硬币”實驗,你會發現當你抛出去的一刻,你用初始信息是無法計算出硬币落地時的到底是正面還是反面,你隻能給概率值。而且你無法準确預測後面的結果,不是因為我們目前的技術不夠,也不是我們掌握的理論規律不夠,這是微觀世界本身的屬性,微觀世界本身就是不确定的,所以微觀世界的随機,才是真正的随機。

說到這裡,我們再談薛定谔的貓就簡單多了,由于鐳是否衰變屬于微觀意義上的随機,這種随機你用任何“初始信息”也無法得知鐳到底再啥時一定會衰變,鐳可能處于疊加态:40%衰變 60%不衰變,鐳一旦處于疊加态,由于鐳衰變的後面可是接了一連串的因果鍊條,這條鍊條末端就是貓,所以源頭具有疊加性,導緻因果鍊的末端也出現疊加态,也就是貓也處于疊加态:40%死亡 60%活着,由此“一隻既活又死的貓”就這樣誕生了。

薛定谔提出這個思想實驗後說:我實在很難想象一隻激活又死的貓到底是啥貓?所以哥本哈根學派的量子力學是荒謬的。這裡注意,薛定谔是屬于愛因斯坦這一派的,薛定谔提出這個實驗是為了反駁哥本哈根學派的量子力學,很多人以為薛定谔是為了證明微觀世界的疊加性才提出這個實驗,事實恰恰相反。

所以看到這裡,相信大家應該明白“薛定谔的貓”到底要表達啥了吧,其實就是把微觀世界的疊加性,想辦法帶到宏觀來,讓大家明白微觀世界“疊加性”的荒謬。這也算是愛因斯坦學派對哥本哈根學派的第二波量子力學攻擊,面對這次來勢洶洶的攻擊,哥本哈根學派又是如何反擊的呢?我們知道第一波攻擊,哥本哈根學派的波爾一晚上就反擊成功,不知道這波攻擊,哥本哈根學派還能反擊成功不?預知後事如何,下回分解。

我是頭條号《小彭來給您解惑》,如果喜歡我的文章可以關注我,如果對文章有異議可以留言評論。

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