薛定谔的猫,猫处于一种量子力学叠加态叠加态,即是死的也是活的,但是当意识参与时波函数坍塌,就只会呈现一种状态

【我还是尝试来科普一下】“生存还是死亡,这是个问题”——浅谈薛定谔的猫及相关
前言:本人非物理系,对这方面完全是业余爱好,所以不专业,只能简单说说,希望能做到些浅显的解释。
言归正传,看这篇文章你能对以下内容有比较浅显的了解:
1.假想实验&&薛定谔的猫
2.量子叠加原理
3.量子化及量子坍塌
4.哥本哈根派的几率诠释
5.平行宇宙理论
6.关于薛定谔的一点资料(如果也算的话)
要讲薛定谔的猫,就要先说量子力学。你要我把量子力学完整给你阐述一遍的话,我很惭愧。。因为我也没搞明白量子力学。不过没关系,我们只需要知道以下的内容就可以了。
量子力学研究的是原子,电子等微观粒子的理论,这一点同研究宏观宇宙的相对论不同。量子力学认为,处于&叠加态&的粒子,其状态是不确定的,只有在观测它的时候状态才能唯一确定,所谓&叠加态&就是状态模糊不清,只是各种可能性的混合叠加,这便是量子叠加原理。
比如,电子可以同时出现在几个不同的位置,观测它时它才确定地出现在一个位置上。再举个浅显一点的例子,你和你的朋友在你家,当你没有观察你的朋友的时候,他可以在你家的任意位置,直到你去看他,他的位置才能唯一被确定,在此之前,他作为一种云雾状态在你家里到处游走,量子力学里将其称为&量子云&(如果你还是不太明白,可以去看刘慈欣的科幻小说《球状闪电》,里面对这种状态有详细的描述)。
在微观领域量子叠加原理是适用的,那么在宏观领域量子叠加是否仍旧成立呢(就像我举的例子一样)?如果同样适用,在某种程度上就将水火不容的量子力学和相对论联系了起来。薛定谔本人也对此相当困惑。
那么先说说薛定谔是个什么人。薛定谔,男,1887年生,奥地利人。说起他最大的成就,那就是概率波动力学的创始以及描述微观粒子运动的薛定谔方程的提出。薛定谔方程是量子力学的基本方程之一,也就是说,薛定谔是量子力学的创始人之一。
薛定谔想来想去还是不明白,于是他就提出了著名的假想实验&&薛定谔的猫来反驳量子叠加原理同样适用于宏观世界。好吧,主角正式登场了,让我们先来看看薛定谔的猫到底是个什么猫。
首先,它肯定是只可怜的猫,因为实验的内容是这样的:这只猫被关在一个密闭的箱子里,箱子里有食物,还有被灌在瓶子里的毒气。在毒气瓶的上方悬着一个锤子,锤子上有个电子开关,开关控制锤子是否落下。而电子开关被放射性原子控制,原子核发生衰变,放射出α粒子,电子开关就被开启,锤子落下砸碎毒气瓶,猫就被毒死,就像下图所示。实验的关键所在是原子核何时衰变是完全概率性的,我们只有打开箱子才能确定猫到底是死了,还是活着。&&&&&&&&&& &&
这个实验最想要探讨的问题出现了,在我们打开箱子观察之前,猫到底处于什么状态呢?
回忆一下我之前讲到的概念,没错,按照哥本哈根派的说法,此时猫正处在&叠加态&下,这只猫既死了,又还活着,两种状态混合叠加在这只猫身上。至此,这只猫在它不知道的情况下完成了一个重要的过程&&量子化,此时这只猫&被量子态&了。
当我们打开箱子,我们马上就能确定猫是死是活,此刻它只能有一个状态。即在打开箱子的瞬间,猫的量子态消失了,于是猫又完成了一个量子力学的重要过程&&量子坍塌。
这就很神奇了,一只猫,居然既死着又活着,这明显违背了生命科学,于是悖论产生了,薛定谔想借此来提出宏观世界是否也适用量子叠加。
薛定谔的猫引起了学术界的广大反响,学者们纷纷跳出来解释这一现象,其中比较著名的是哥本哈根派的非决定论几率诠释。在这种解释中,宏观客体乃至整个宇宙均可表述成符合薛定谔方程演化规律的纯态波函数,但宏观客体可以自动退相干。这里有必要解释一下什么是退相干,通俗地说,退相干就是&波函数坍塌效应&,它的解释是这样的,原本连续分布的波函数概率幅,在经历&观测&
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