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薛定谔的猫到底是什么逻辑?

 mentor007 2018-01-02

薛定谔的猫,是薛定谔为反驳以玻尔为代表的哥本哈根学派,对量子世界的物理现象,所做出的“哥本哈根解释”,而提出的思想实验。

因为,根据“不确定原理”,我们是无法同时得出量子的位置(粒子性)和动量(波动性)的。按照哥本哈根解释,量子世界的物质,既是一种波,也是一种粒子。究竟是波还是粒子,取决于我们的观察方式(意识),而不是粒子的本质。哥本哈根解释意味着,物理世界并不是确定性的,是无法准确测量的。这和经典物理,认为物理世界是是完全客观的,可测量的思想,完全冲突。


而以爱因斯坦和薛定谔为代表的科学家,则认为我们无法观察,并不代表量子就即是粒子也是波,只是它们的本质我们暂时还无法认识而已。物理世界是客观、确定的,是可测量的。

所以,按照哥本哈根学派的解释逻辑,薛定谔提出了“薛定谔的猫”这一思想实验,来证明哥本哈根解释是荒谬的,不和逻辑的。

“猫”实验的材料是:1.一颗半衰期为24小时的放射性原子。2.装在密闭容器里的剧毒气体。3.活猫一只。4.密闭的箱子。5激发和探测装置。


实验过程:把猫、放射性原子,和装有毒气的瓶子一起放在密闭的箱子里,同时利用相关设备探测放射性原子是否衰变,一旦衰变便打开装有毒气的瓶子,瓶子一旦打开,就会放出剧毒气体,猫咪瞬间中毒死掉!

半衰期为24小时的原子,也就是说它会在24小时内发生衰变,发出放射性射线。但是,它什么时候发生衰变,是完全无法预测的。衰变有可能是发生在实验开始的第一秒,也有可能发生在实验结束前的最后一秒。

所以,在这个24小时内,我们是无法知道猫是死还是活的。按照哥本哈根解释的逻辑,得出的结论就是:这只猫既是死的,也是活的。这显然与我们的生活经验是不相符的,猫要么死,要么活,不可能既是死的也是活着的。


有人说,为什么不打开箱子看看呢?因为,为了和观察量子世界的条件一致,我们是不能打开箱子的。量子世界无法准确观察,箱子也就不能打开。

这个思想实验,让哥本哈根学派很为难。因为,按照我们的经验,猫在这24小时内,有可能是死的,也有可能是活着的,但绝不可能“既是死的,也是活的”。一时间,物理学界冒出很多理论,来尝试弥合哥本哈根解释与“薛定谔的猫”之间的冲突。

而“平行世界”理论,是这些理论中,比较有影响力的一种理论。

它对“薛定谔的猫”的解释是:存在两个平行的世界,一个世界中猫是活的,而另外一个世界的猫是死的。而箱子里面的猫,就是这两个世界叠加在一起的结果。一旦我们打开箱子,如果猫死了,那说明另外一个世界的猫是活着的;同样,如果打开箱子,猫是死的,那么另外一个世界的猫则是活的。

其实,关于量子究竟是“粒子”还是“波”,两千多年前,我们的老子就已经明确的告诉过人们:“万物负阴而抱阳”,也就是说,万物都是阴与阳的结合体。都具有“粒子”和“波”的性质!

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