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为什么少有人做“薛定谔的猫”这个实验,是有技术难度吗?

生活时尚2019-09-078

因为薛定谔的猫这个实验根本不用做就知道是不对的啊。


薛定谔的猫并不是用来证明或描述波函数坍缩理论的实验,而是用来否定和嘲讽波函数坍缩理论的悖论。


薛定谔的猫是薛定谔用来反对玻尔的,因为他和爱因斯坦都认为玻尔提出的“波函数坍缩”这个理论很荒谬。


按照玻尔的理论,粒子的状态在被观测前是不确定的,是各种结果的叠加状态,只有在受到观测时才会随机出现一个结果;而薛定谔和爱因斯坦则认为粒子的状态本来就是确定的,只是我们测量之前不知道而已。


这两者有本质上的区别,我们就拿棋子来做个比喻吧。

假设某个箱子里装着一颗棋子,箱子是完全不透明的,因此我们从箱子外面看不见它。


✎薛定谔和爱因斯坦认为,棋子的颜色是确定的,只是打开箱子之前我们不知道。但即使我们不打开箱子,它的颜色也不会改变,要么就是白色,要么就是黑色。


✎玻尔则认为,在箱子被打开之前,棋子的颜色是不确定的,它是以一种白色和黑色的叠加状态存在于箱子里,只有打开箱子的一瞬间才会随机确定为其中的一个颜色。


而最大的问题在于,我们如果不打开箱子,就无法证明棋子在箱子里的状态是怎样的;可一旦打开了箱子,双方的理论就都能自圆其说。于是,在这件事情上就出现了一个无法调和的矛盾,如何证明谁对呢?


当然,棋子的颜色只是一个宏观比喻,他们真正所指的是未受到观测前的粒子的状态。


但具体情况跟棋子的颜色没什么区别,粒子在未受观测前,究竟确定还是不确定是根本无法证明的,结果双方就陷入了僵持。


为了击破玻尔的理论,爱因斯坦想了各种思想实验来反驳玻尔的理论,可惜屡战屡败,每次都被玻尔成功化解了。


再后来,薛定谔便提出了“薛定谔的猫”这个思想悖论,通过箱子里的原子衰变来激发一个装置打碎毒药瓶的巧妙连接,将粒子的不确定性状态直接传递到了宏观事物——一只猫的身上。




薛定谔的猫无疑是个十分睿智的悖论:


如果粒子的状态的叠加的,就会导致原子的衰变与否也是叠加的;原子的状态是叠加的,又导致毒药瓶的状态也是叠加的;由于毒药瓶的状态是叠加的,于是猫的生死也成了叠加的。


于是乎,这个悖论的指向就变得非常明确了:现实中并不存在生死叠加的猫,即使将这个实验付诸现实也不会存在;然而这个实验又完全符合逻辑,通过这个装置就必须出现生死叠加的猫。


这意味着什么呢?意味着玻尔的理论与一个毋庸置疑的现实相矛盾了。现实是正确的,理论又与之矛盾,这不就完美地证明了玻尔的理论存在问题了吗?


因此爱因斯坦对这个悖论大加赞赏,而这个悖论一出也确实非同小可,不仅让玻尔无法化解,而且至今也无人能够化解。


因此玻尔也不得不默认了自己的理论是不够完备的,还需要进一步研究和完善。


只不过,粒子在受观测前究竟是什么状态,对于量子力学发展本身而言并没有任何影响。


就好比我们不知道箱子里的棋子是什么状态,并不影响我们打开箱子后,拿出棋子来下棋一样,所以波函数坍缩的理论也就一直沿用至今了。



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