江苏龙网

  1. 主页 > 生活百科 > >

量子宇宙:一切可能发生的正在发生 量子证实宇宙不存在

“薛定谔的猫”（英文名称：Erwin Schr?dinger's Cat）是一个十分著名的思想实验，相信大家都了解过这个实验，但是肯定会对这个实验感到费解，一个普通的猫，它的死活会对我们的生活产生什么影响？今天我们就来探讨一下，薛定谔的猫这个实验背后的意义，以及哥本哈根诠释和多世界诠释 。
一只无辜的猫咪
我们来简单地描述一下这个实验的内容，首先“薛定谔的猫”是一个思想实验，只停留在我们的脑海中，并没有科学家真的拿猫咪做实验，这个实验并不困难，在一个密闭的容器中有一个猫咪，虽然密闭但是可以保证猫咪的呼吸，其次我们也不用担心这个猫咪会饿死或者生病 。
这个密闭的容器中，还有一个较小的容器，这个容器中装满了剧毒的“氰化物”，并且还有一些“镭”，如果这些镭衰变，就会打破这个容器导致猫咪的死亡，如果这个镭保持原状，猫咪也可以安然无恙 。而镭的衰变是随机的，可能在下一秒就进行衰变，也有可能永远不会衰变，因此我们不打开这个容器，就无法判断这个猫咪的生与死 。
这个看似简单甚至有些无厘头的实验，最巧妙的地方就是，用宏观世界中的猫咪和毒药去解释微观世界中的“量子叠加”现象，放射性的镭元素处于“衰变”和“未衰变”的“叠加态”，那么猫咪也会因为微观世界中镭元素的叠加态，陷入“生与死”的叠加态中 。

其实在我们的大脑中，也存在一个“薛定谔的猫咪”，这个猫咪就是我们的意识，我们在对任何时间进行判断时，其实就是在多个判断之间徘徊选择，最终选择一个答案去执行，就像是薛定谔的猫虽然处于“生和死的叠加态”中，但是真正的答案只有一个 。

量子宇宙:一切可能发生的正在发生 量子证实宇宙不存在

文章插图
微观世界中，量子的状态可以存在两种不同的叠加中，例如光子可以在“波”和“粒子”之间转换，甚至是两种状态同时存在，可是在宏观世界中，这样的事情是不存在的，可是一切又是由基本粒子组成的，而“波粒二象性”指出，这些粒子都具备同样的兴致，为什么宏观世界中无法出现这样的现象呢？
其实科学家也对这个问题十分的费解，薛定谔之所以会提出这个实验，就是在向世人揭示叠加态的不完善，薛定谔虽然是量子力学的推动者，但是他本人对量子力学仍然感到疑惑，不仅仅是薛定谔，爱因斯坦对量子力学的态度也十分的暧昧，这些科学家都认为，量子力学不够“完善”，并不是说量子力学是错误的，只是我们对微观世界的了解还不够深入 。
两种不同的诠释 。
那么，科学家是如何解释薛定谔的猫这个实验的呢？目前有两种主流的观点，“哥本哈根诠释”和“多世界诠释”，这两个理论都是对量子力学的诠释 。
哥本哈根诠释：
哥本哈根诠释，在量子力学里，量子系统的量子态，可以用波函数来描述，这是量子力学的一个关键特色，波函数是个数学函数，专门用来计算粒子在某位置或处于某种运动状态的概率，测量的动作造成了波函数坍缩，原本的量子态概率地坍缩成一个测量所允许的量子态 。
多世界诠释：
多世界诠释（英语：themany-worlds interpretation，缩写作MWI）是量子力学诠释的一种 。它是一个假定存在无数个平行世界，并以此来解释微观世界各种现象的量子论诠释，其优点是不必考虑波函数坍缩 。
简单来说，哥本哈根诠释是利用“波函数”去描述量子态，但是波函数只是一种抽象概念，并不真实的存在于宇宙中，而多世界诠释类似于我们熟悉的平行宇宙理论，这个理论不考虑波函数的变化，直接用无限的宇宙来解释叠加态 。
【量子宇宙:一切可能发生的正在发生 量子证实宇宙不存在】如果用哥本哈根诠释来解释薛定谔的猫这个实验，可以得到一个有趣的答案 。实验条件不变，我们可以得到下面这个波函数 。
如果实验人员打开了密闭的容器，就会导致波函数坍塌成为两个波函数中“活猫”和“死猫”的其中一个，如果实验人员打开容器后，发现猫咪已经死去，我们可以理解为是实验人员打开容器的这个行为，导致了波函数的坍塌，换句话说，打开容器的这个动作“害死”了猫咪 。
量子自杀和量子永生
和哥本哈根诠释不同，多世界诠释可以根据薛定谔的猫延伸出另外一个实验——量子自杀 。
和薛定谔的猫条件相似，只不过把一个密闭的容器换成一个封闭的房间，在这个房间中有一位“实验者”，这个实验者死亡的几率也是百分之五十，同样处于生和死的叠加态中，根据多世界诠释，在这个实验开始后，就会产生两个完全相同的宇宙，唯一的差别就是，一个宇宙中这个实验者死去了，另一个宇宙中这个实验者并没有死 。


推荐阅读


上一篇：比较神奇的动物 各种奇怪的动物

下一篇：疯狂外星人黄渤又开始了 疯狂的外星人是什么时候上映的