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薛定谔的猫通俗解释 薛定谔的猫

薛定谔的猫(薛定谔的猫的通俗解释)原创2021-06-08 10: 03李论科学
1935年5月 ， 爱因斯坦发表了他的EPR论文 ， 薛定谔高兴极了 ， 他的大哥又开始攻击量子力学 ， 他自己也不得不效仿 ， 并在11月发表了一篇文章《量子力学的现状》 。
“什么 ， 什么”的现状 ， 这种讽刺又略带忧虑的措辞 ， 足以说明薛定谔有多讨厌哥本哈根解释 。你说波函数代表概率 ， 这就引出了态叠加 ， 波函数坍缩等等一些不可理解的概念 。
现在我把这些概念引入宏观世界 ， 你可以看到它们有多不合理 ， 你是如何解释的 。所以 ， 在文章中 ， 薛定谔描述了一只不死不活的猫 。
如果说爱因斯坦的EPR佯谬当时抓住了哥本哈根的辫子 ， 薛定谔的猫直接戳中了哥本哈根的脊梁骨 。
因为直到现在 ， 薛定谔的这个量子恶魔仍然无解 。
薛定谔说:按照哥本哈根的解释 ， 世界的本质是概率解释 。在观测之前 ， 一个系统会处于可能态的叠加态 。只有在我们观察之后 ， 这些系统的波函数才会坍缩到某些本征态 。
好 ， 我现在就拿一个放射性原子来说 。这个原子衰变什么时候符合概率解释？它可能随时衰变 ， 释放出一个中子 。但是当我们不观察这个原子的时候 ， 它是否衰变 ， 我们就不知道了 。我们只能说这个原子处于衰变和不衰变的叠加态 。
现在我把这个原子放在一个盒子里 。盒子里还有一个盖革计数器 。盖革计数器可以检测原子是否衰变 。这个盖革计数器与一个机械联动装置相连 ， 可以控制一个锤子落下 。在锤子下面放一个毒气瓶 。最后 ， 我把一只猫扔进箱子里 ， 门被盖上了 。完成工作！
当我关上箱子门的时候 ， 那个破坏三观的东西出现了 。我不知道原子是否衰变了 。我只能说是在衰和不衰的叠加状态 。然后盖革计数器处于探测与不探测的叠加状态 ， 机械连杆处于动与不动的叠加状态 ， 锤子处于落与不落的叠加状态 ， 毒气瓶处于破与不破的叠加状态 ， 这样一只真正活着的生物猫处于死与活的叠加状态 。
我们以前认为原子现象处于不确定的叠加态 ， 这是我们勉强可以接受的 。毕竟原子级那么小的东西我们是看不见的 ， 感觉离我们很远 ， 不会影响我们的生活 。
但是薛定谔把这种叠加态引入了现实世界 ， 用在了一只猫身上 。我们肯定会认为一只猫不是死就是活 ， 不可能处于死和活的叠加状态 。
还有 ， 我们之前说过 ， 任何事物都具有波粒二象性的属性 ， 也就是物质波 。我们知道一个宏观物体的物质波很小 ， 因为它的质量很大 ， 波动性可以忽略不计 ， 所以现实世界表现出确定性的本质 ， 不存在明显的概率问题和不确定关系 。
以月球为例 ， 它的物质波很小 ， 具体可以用λ = h/p来计算 ， 可以认为是一个无穷小的量 ， 所以我们在不观测月球的时候 ， 就认为月球处于某个位置 。
但是 ， 如果认真的话 ， 我们也可以认为月亮的位置满足概率解释 。当我们不观测它的时候 ， 它的位置满足自身波函数ψ的描述 ， 处于不确定的位置 ， 我们都可以接受 。毕竟月亮的波动很小 ， 不会影响我们对月亮的看法 。
但猫是一种生物 ， 它的死和生是有明确定义的 。死是死 ， 生是生 。无论如何 ， 我们不能接受一只既死又活的猫 。
例如 ， 猫会说话 。当我们打开盒子时 ， 猫的波函数坍缩了 。当我们看着它的时候 ， 猫很幸运地活着 。猫会说它刚才处于一种既死又活的状态吗？猫会说自己只是变成了一缕机缘波吗？当你打开盒子观察的时候 ， 我突然从虚幻的概率波崩塌成活生生的本征态？
然后有人会说 ， 你假设猫会说话 ， 但是猫本身不会说话 ， 它也无法描述刚刚经历的事情 。所以你的假设有问题 。也许真的处于半死不活的叠加状态 。
好了 ， 再说一个极端的例子 ， 把猫换成人 ， 做实验！会发生什么？
人总是可以说话的 ， 对吧？人们总是可以描述他们在门被关上后经历了什么 。如果你打开盒子 ， 看到里面的人是活的 ， 他能把自己描述成刚才的一缕机缘波吗？


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