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薛定谔的猫:科学界最出名的猫,凭一猫之力解释量子力学!

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声明:本文一切资料来源于网络和书籍(若侵则删),而本人非专业人士,所写内容仅代表个人观点,也可能会有错漏,欢迎大家指正和补充,不喜勿喷,谢谢!

大家好,我是舒宜昂。今天我们来聊一聊薛定谔的猫。(文章最后有我个人对文章重点的总结,赶时间的话可以直接跳到最后面看总结。)

薛定谔的猫可谓是科学界最出名的猫了,因为它凭借一猫之力,靠着自己的生死为大家解释了让人迷惑的量子力学。我们先来说一说到底什么是薛定谔的猫,它是如何为我们解释量子力学的。

首先,薛定谔这只猫并不是一只真实存在的猫,而是薛定谔为了解释量子力学而提出的思想实验中假设的一只猫。那这个薛定谔又是谁呢?(说实话,当初第一次看到这个名字的时候,我一直以为是一个姓薛的中国人,然而并不是。)

薛定谔,全名埃尔温·鲁道夫·约瑟夫·亚历山大·薛定谔(这个名字有点长),奥地利物理学家,也是量子力学的最重要奠基人。量子力学有两大表述形式,分别是波动力学和矩阵力学,而波动力学就是薛定谔建立的。

他还建立了薛定谔方程,这个方程是量子力学中描述微观粒子运动状态的基本定律,也是波动力学的基础。他在量子力学上的成就相当于经典力学中的牛顿。

他除了在量子力学上有重大贡献外,还发展了分子生物学,另外还在哲学方面有所建树。不过薛定谔这些成就都不是独创,他都是非常敏锐的发现他人创新观念来发展和构建系统,最终构成一套理论。(这是薛定谔自己说的)

薛定谔假设在一个密闭的容器里,有一只猫还有一个装置,这个装置上半部分是装有少量镭的继电器并连接了一个锤子,下面是一个装有氰化物的瓶子。只要上半部分少量的镭发生了衰变,就会触发继电器使锤子落下,砸碎装有氰化物的瓶子,猫吸入氰化物的蒸汽后就将死亡。而镭发生衰变的概率是百分之五十,就是说猫生存的概率也是百分之五十。

镭何时会发生衰变,也是一个未知数,有可能是在我们打开容器的前一秒,也有可能是在我们打开容器的之后。由于这个容器设定是密闭的,所以我们无法直接看到容器内的情况,只有在打开容器的瞬间,也就是我们在观察的瞬间,我们才可以确定猫是死是活。

从量子力学的角度来说,这只猫的生存状态是共存的,只要我们没有去打开这个密闭的容器,没有去观察,猫既是活着的,又是死了的。只有在我们打开容器的瞬间,我们才会看到这只猫“真正的状态”,在确定了一种状态的同时,也就表明另外一种状态崩塌了。(简单说,活和死两种状态就像是两个立着的牌子,在看到猫的时候,代表所对应状态的牌子还立着,而另一块牌子就被推倒了。)

从我们日常的认知来说,某种事物或者某件事情都是需要有明确的结果,是怎么样就是怎么样。这其实是一种宏观的角度分析问题和事物,但是量子力学是微观世界的一门学科,微观世界和宏观世界是有着非常大的差别的。

这个实验只是通过宏观角度的猫来为我们解释微观世界的叠加状态。习惯了宏观世界的我们,总是在遇到任何事物和问题的时候,惯性用我们目前的思维去思考,所以难免对微观世界的一些神奇现象抱有怀疑的态度,甚至觉得根本没有可能。

然而世界就是这么神奇,我们不能固步自封、坐井观天,我们需要拓展我们的思维,需要对任何事物抱有一个质疑的态度,再去探求真相。可是,真相真的很重要吗?其实不然,所谓真相,只不过是你自己对自己知识内存的一个整理而已,当有新的信息进入你的知识内存之时,真相就有可能随之改变。世间并没有真相,心之所向,即为真相。这一段看似矛盾,但又真的费解吗?

扯远了,绕回来。量子力学作为研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,为我们打开了世界的另一个大门,为现代物理打下了基础。但是我们仍在探索,因为不像宏观世界那么直观可以理解。对于我们平常人来说,更是很少接触,所以也更难理解。

如果未来有一天,量子力学运用在了我们的日常生活中,为我们带来了便利,那我们也会更容易理解吧。现在我们也不必纠结,有兴趣的了解一下就可以了。对于基础知识,宏观的内容就已经够我们用了。

个人觉得是重点的总结:

1. 薛定谔的猫并不是一只真实存在的猫,只是薛定谔为了解释量子力学而提出的思想实验中假设的一只猫。

2. 薛定谔,全名埃尔温·薛定谔,奥地利物理学家,也是量子力学的最重要奠基人。量子力学有两大表述形式,分别是波动力学和矩阵力学,而波动力学就是薛定谔建立的。他还建立了薛定谔方程,这个方程是量子力学中描述微观粒子运动状态的基本定律,也是波动力学的基础。他在量子力学上的成就相当于经典力学中的牛顿。他除了在量子力学上有重大贡献外,还发展了分子生物学,另外还在哲学方面有所建树。

3. 薛定谔的猫是说在一个密闭容器里,有一只猫和一个装置,而这个装置有一半的几率会让猫死亡,并且触发的时间还是未知的。因为我们是看不到密闭容器里面,所以只有在我们打开容器的瞬间才能看到猫的生死状态,不然猫就是生死两种状态同时存在的。

4. 我们无法理解微观世界的奇妙现象,是因为我们一直都是以宏观的角度,看待任何事物都是一种惯性思维。但这不对,我们需要扩展我们的思维,在对事物保持质疑的情况下,去探求真相。

5. 世间并没有真相,心之所向,即为真相。

6. 对于量子力学有兴趣的人了解就好,平常人基本上不会用到,所以不必纠结。

我是舒宜昂,希望你喜欢,欢迎留言讨论,谢谢观看!

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