薛丁格的貓究竟是什麼?為什麼讓人如此抓狂?

2020-12-17 島城謝爾頓

在量子力學中,有一個非常有意思的思想實驗,即著名的薛丁格的貓的實驗,那麼這個實驗究竟是什麼呢?讓我們來一探究竟吧!

(喜劇《生活大爆炸》中關於薛丁格的貓的有趣一幕)

假設有這樣一個系統,A點是電子發射器,可以發射電子。發射出來的電子有可能通過上面的路逕到達B箱子,也有可能通過下面的路逕到達C箱子,電子通過這兩條路徑的概率是一樣的。其中,C箱子裡有一隻活貓和一個毒氣裝置,並且如果有電子進入C箱子,毒氣裝置就會釋放毒氣,最終毒死這隻貓。

(實驗裝置示意圖)

因此,假如A處發射了一個電子,那麼C箱子裡的貓究竟是死是活呢?

薛丁格認為,根據量子理論,在沒有打開C箱子之前,這隻貓同時處於死和活的糾纏狀態,只有打開箱子觀察之後,這隻貓的狀態才要麼是死要麼是活。

這就是著名的薛丁格的貓的實驗。量子力學中雖然有很多違反人類直覺的理論和現象,但是量子力學是人類迄今為止掌握的最為精確的理論,沒有量子力學,我們就沒有雷射,沒有半導體,沒有電晶體,也就沒有計算機、數位相機和觸控螢幕,更沒有現代科學。

整個系統(包含)等量的活貓和死貓。——薛丁格

當我聽到關於薛丁格的貓時,我忍不住要去取槍。——史蒂芬·霍金

(物理學家史蒂芬·霍金)

本文部分圖片素材來源於網絡。我是島城謝爾頓,一個會經常與大家分享一些有趣的內容的理工男,希望能與大家互相學習進步,也歡迎大家關注我!

相關焦點

  • 什麼是薛丁格的貓,這隻貓到底「害死」了多少人?
    對現今的人生宇宙產生了嚴重的質疑,產生了無限的遐想……那麼什麼是量子力學呢,什麼又是薛丁格的貓呢?為什麼要研究量子力學等,針對這些問題我們一一去理清楚他們的來龍去脈。那麼什麼又是量子,為什麼要去探索這些微觀的作用力呢?這裡先說一個題外話,我們對這個世界的認識是源於我們的五官,然而我們五官所能感受到的全部都是宏觀的世界。比如我們想要知道人的特性,僅憑五官從宏觀的世界去了解,是很弄清楚人的一些具體特性的,比如人為什麼會吃飯,為什麼會生老病死等。
  • 薛丁格的貓是什麼意思比喻什麼 薛丁格的貓通俗解釋
    薛丁格的貓這句話真的是比較火的,但是還是有很多的人不太清楚這到底是個啥意思,來看看薛丁格的貓比喻什麼?  薛丁格的貓比喻什麼:  薛丁格的貓,比喻一件事如果你不去做,它就可能有兩個結果,而一旦你去做了,最後結果就只能有一個,你的參與也直接幹預了結果。
  • 「薛丁格的貓」到底是什麼?
    如果你搞不懂這隻貓到底是什麼,這些藝術作品或許能幫你找到答案。(蝌蚪君編譯自mentalfloss,原作者Miss Cellania,王麗潔編譯)實驗是這樣的:把一隻貓關在箱子裡,同時在箱子裡還放有一种放射性元素、一個盛有毒氣的玻璃瓶以及一套觸發裝置。
  • 為什麼說「薛丁格的貓」是對上帝在擲骰子的最好論證?
    「薛丁格的貓」是量子力學裡一個非常著名的實驗,這個實驗的最初目的是為了論證量子力學的不可靠性,但是最後卻叛變,成為了證明量子力學正確性的重要實驗。但是「薛丁格的貓」這個實驗在現實也就是宏觀世界中是永遠無法實現的。這究竟是為什麼呢?
  • 薛丁格為什麼會提出薛丁格的貓思想實驗?竟是為了幫愛因斯坦吵架
    薛丁格為什麼會提出薛丁格的貓思想實驗?當談論起薛丁格的貓之時想必各位小夥伴並不陌生,這是著名科學家薛丁格提出的一個思想實驗,是用宏觀世界來描述微觀世界的不確定性。在量子理論發展的初期,著名的物理學及愛因斯坦和另一位偉大的物理學家波爾正在爭論一個話題,那就是量子力學中的不確定性原理。
  • 物理學「神獸」薛丁格的貓,到底代表了什麼?答案比你想像的複雜
    今天我們來討論一個讓很多人感到疑惑的問題,「薛丁格的貓」到底代表了什麼?為什麼這個思想實驗經常被人提及,它對我們的科學發展有什麼幫助嗎?其實重要的並不是貓咪,而是貓咪所處的狀態「生死之間」,如果不打開盒子,我們就無法判斷貓咪的生死,這個時候這只可憐的貓就是生和死兩種狀態共存。
  • 「薛丁格的貓」究竟是一個正確的概念還是荒謬的概念?
    薛丁格的貓來源於量子的不確定性。在盒子中,如果放射性原子衰變,貓就會死,如果沒有衰變,貓就會活下來。這隻貓給科幻作者提供了素材,也把量子力學蒙上了一層神秘的陰影。今天我們就來揭開它的面紗,聊聊貓背後的真相是什麼。雙縫幹涉圖:電子和光子都同時具備波和粒子的性質。當每次像雙縫發射一個電子,數量累積足夠多了,屏幕上就會出現幹涉條紋。
  • 再揭量子真相:薛丁格的貓,到底在說什麼?
    說這句話的人,大都是讀過《量子力學》這本教材的。但是你想過嗎,教材也是人編的,編寫的過程中,很容易出現翻譯或者轉述錯誤,再加上寫教材的人個人理解偏差,最終出現謬誤的可能性非常大。這就好比傳話遊戲,經過多人轉述,第一個人說的話已經面目全非:
  • 名詞 薛丁格的貓
    ▲這個思想實驗道出了量子力學的真相:粒子的某些特性無法確定,直到測量外力迫使它們選擇(圖為奧地利物理學家薛丁格) 而實驗中的測量外力就是打開盒子的動作,在盒子打開之前,貓處於活—死的混沌狀態,打開動作結束了混沌
  • 「薛丁格的貓」究竟有多恐怖?你不知道的物理之神奇
    薛丁格這個名字相信一些我年輕人就是比較大的熟悉的了,薛丁格是奧地利維也納人,奧地利誕生的名人也是非常的多的,因此薛丁格也就成為了一名物理學家。其實在薛丁格小時候,就展現了自己愛讀書的天分,這也促使了薛丁格將來會成為一名優秀的物理學家。
  • 薛丁格的貓到底是啥意思?
    最近有學生問我,到底啥是薛丁格的貓。難道他養了一隻貓嗎?以我的能力,做以下解釋。
  • 如何理解薛丁格的貓?貓到底是生是死?
    當人們談到貓的時候,可能會想到各種各樣的貓,比如叮噹貓、加菲貓等,還有炒到2千的星巴克貓抓杯,然而,在科技界影響最大的卻是一個不存在的貓,這便是薛丁格的貓。薛丁格的貓之所以如此令人感到迷惑,因為這隻貓和深奧的量子力學聯繫在了一起。
  • 「巖中花樹」和「薛丁格的貓」,看似異曲同工,根本是兩回事
    導語:巖中花樹是中國思想家王陽明的一段公案,薛丁格的貓是奧地利物理學家的一個實驗。本來是中國古人的故事跟現代量子力學的實驗,兩個看似風馬牛不相及的事,怎麼被扯到一起了呢?原因是這兩個理論現在常被人拿來對比,因此引發了各種不同的聲音。
  • 「既死又活」的薛丁格貓以及它的殘忍隱喻
    「既死又活」的薛丁格貓,正如那個灰暗年代無數科學家的命運。撰文 David Kaiser翻譯 陸靜怡審校 楊晨 張士超縱觀與量子理論有關的所有奇談,很少有比薛丁格那既生又死的貓更古怪的了。實驗是這樣的:一隻貓被關在一個密閉無窗的盒子裡,盒子裡有一些放射性物質。
  • 為什麼「薛丁格的貓」這個實驗在現實中永遠無法實現
    很簡單,因為「薛丁格的貓」這個實驗是套用宏觀世界的認知來對對微觀世界進行闡述,在宏觀世界是無法複製的。1924年,德布羅意首次正式提出了「波粒二象性」,他指出波粒二象性不只是光子才有,一切微觀粒子,包括電子和質子、中子,都具有波粒二象性。
  • 薛丁格的貓和不確定的病
    時隔多年,我早已忘了多個極其複雜的推導公式,只記得全班痛苦又無奈的氣氛、E=mc²和薛丁格的貓。自從當年上了量子物理課,我腦子裡總是時不時浮現出當年的薛丁格同學把貓關在盒子裡的場景,盒子打開的那一刻,貓子的狀態就變成確定狀態,它要麼是死的,要麼是活的;當盒子沒有打開的時候,貓子的狀態就變成不確定狀態,裡面的貓子既是死的,又是活的。
  • 為什麼少有人做「薛丁格的貓」這個實驗,是有技術難度嗎?專家給出...
    「薛丁格的貓」是一個許多人耳熟能詳的故事,有些人甚至能夠將它完整地背下來。 然而真正能夠了解這個故事及其背景的人卻並不多,如果你真的希望誰複製這個實驗,去抓只貓來試一試的話,那就說明你真的不懂它。 薛丁格並沒有打算做這個實驗,他甚至不認為這個實驗能夠成功,因為他闡述的是一個悖論,用了當時科學家們最拿手的思想實驗的方式。在薛丁格的貓身上,有強烈的不滿,我們甚至能感覺到些許諷刺。
  • 黑洞、薛丁格的貓與愛因斯坦:量子物理學顛覆的世界
    薛丁格和德布羅意參加了1933年索爾維會議,卻都沒有發言,也許是他們對這一領域不太熟悉的緣故吧。新新人類們在激動地探討物質的產生和湮滅、正電子、重水、中子……那樣多的新發現讓人眼花繚亂,根本忙不過來。而愛因斯坦他們現在還能做什麼呢?難道他們的思想真的已經如此過時,以致跟不上新時代那飛一般的步伐了嗎?1933年9月25日,埃侖費斯特在荷蘭萊登槍殺了他那患有智力障礙的兒子,然後自殺了。
  • 薛丁格方程是什麼?沒有那麼難,看完你也會!
    在科學界中湧現出很多傑出的科學家,我們熟知的科學家有愛伊斯坦、牛頓等等,大家對於薛丁格可能不太了解,薛丁格也是一位很厲害的科學家。埃爾溫·薛丁格是奧地利物理學家,他是量子力學奠基人之一,發展了分子生物學。
  • 什麼才是愛情最合理的方式,要不要做感情裡薛丁格的貓
    為什麼現代人的感情這麼經不起推敲?01分手已經成為常態,當代人感情觀的標準是什麼隨著社會發展的進步,中國年輕人經濟能力的提高,獨立性增強,選擇自由度的增大,對婚姻質量標準也有所提升,導致了中國婚姻狀態不穩定。很多閃婚閃離的現象發生,而80.90後是這類人群的主力軍。