破解物理學四大神獸之薛丁格的貓悖論

2020-11-26 騰訊網

量子物理的奠基人尼爾斯·波爾曾經說：「如果誰不對量子力學感到困惑，他就沒有理解它。」

為何波爾這樣說，因為量子力學太反邏輯了。

不信請看天才物理學家薛丁格在1935年提出的「薛丁格的貓」悖論。

設想在一個封閉的匣子裡，有一隻活貓及一瓶毒藥。

毒藥瓶上有一個錘子，錘子由一個電子開關控制，電子開關由放射性原子控制。如果原子核衰變，則放出阿爾法粒子，觸動電子開關，錘子落下，砸碎毒藥瓶，釋放出裡面的氰化物氣體，貓必死無疑。

因為原子核的衰變是隨機事件，物理學家無法知道它在什麼時候衰變。

所以按照邏輯，我們只能說，它處於一種活與不活的疊加態。我們只有在揭開蓋子的一瞬間，才能確切地知道貓是死是活。

一隻又死又活的貓，在現實世界是不可想像的。

要破解薛丁格的貓，必須了解在微觀世界量子具有不確定性。

薛丁格的貓悖論最厲害之處，是他想把微觀領域的量子世界不確定行為擴展到宏觀世界，想將微觀不確定轉化為宏觀不確定，

那麼破解薛丁格貓悖論的關鍵點也在這裡。

首先微觀粒子只有在不受外界幹擾的情況下才能處於量子疊加狀態，一旦環境中有其他粒子與之交流碰撞，就會造成疊加態崩坍。

貓是一個宏觀生物，由無數的微觀粒子組成，不可能不受環境的幹擾，早在人們打開盒子之前，貓就不知道要與環境發生多少次粒子碰撞。

疊加狀態早已崩塌，因此宇宙中永遠不可能有一隻又死又活的貓。

另外一種解釋是：宇宙中存在平行宇宙。

當打開匣子，發生觀測行為時，宇宙分裂成了兩個，一個宇宙有活貓，一個宇宙有死貓

對於那個活貓的宇宙，貓是一直活著的，不存在死活疊加的問題。

對於死貓的宇宙，貓在分裂的那一刻就實實在在地死了，不要等人們打開容器才「坍縮」。

對於薛丁格的貓悖論的解釋，你更相信哪一種。

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    雖然只是思想上的實驗，但它們引發人深省，並推動了物理學的發展。在這些思想實驗中，有四個的名稱與動物有關，它們被冠以物理學「四大神獸」。」，由2480年前的古希臘哲學家芝諾提出，它又被稱為芝諾悖論。於是，量子力學奠基人之一的薛丁格提出了這樣的一個思想實驗。在一個密閉的箱子中，放置一塊放射性物質，如果它發生衰變，由此產生的粒子將會觸發蓋革計器放電，通過繼電器釋放出鐵錘，鐵錘掉下來砸破毒藥瓶，引發箱子內的貓死亡。如果放射性物質沒有衰變，箱子內的貓仍然是活著的。
  • 物理學「四大神獸」之薛丁格的貓
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    物理學上有四大神獸，芝諾的烏龜，拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛丁格的貓。分別對應著微積分、經典力學、熱力學第二定律和量子力學。這四大神獸並不弱於傳說中的青龍白虎朱雀玄武，芝諾的烏龜時空雙修能縮地成寸，拉普拉斯獸明察大道推演萬物，麥克斯韋妖操控萬物逆轉陰陽，薛丁格的貓能製造宇宙超越生死。這四大神獸亦正亦邪，它既給聰明的科學家帶來困擾，也給企圖進化成神的人類指明了道路。
  • 除了薛丁格家「又死又活」的貓,物理學「四大神獸」還有什麼?
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    物理學史上有著名的四大神獸，分別是芝諾的烏龜，拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛丁格的貓。
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  • 物理學的「四大神獸」
    哈嘍，大家好，我是崽偉，今天我們來講講物理學的四大神獸。四大神獸大家肯定都知道。分別是芝諾的烏龜、拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛丁格的貓。那麼你們知道它們的定義嗎？在注重嚴密的公式和和嚴謹的論證物理學中，這個問題困擾了，物理學家2000年。其實單靠物理學是無法解釋清楚的。因為根據公式算，人類永遠也追不上烏龜，可是在現實中人類不可能追不上烏龜。所以這個問題涉及數學的極限概念，直到微積分這門學科的建立。
  • 破解物理學四大神獸之拉普拉斯獸悖論
    1814年，拉普拉斯還提出了一個科學假設：拉普拉斯神獸悖論。假如宇宙中有一頭極其聰明的神獸，它能確定從最大的天體到最微小原子的運動的現時狀態拉普拉斯妖神獸的本質就是「決定論」。且看我破解拉普拉斯神獸悖論。第一，在邏輯上，拉普拉斯神獸就是宇宙的一部分，預測行為本身就會干擾宇宙狀態，因此神獸只有跳出宇宙之外，才能掌握宇宙的所有信息；反之，它掌握的宇宙信息就是不完備的，因此無法永遠預測未來。
  • 物理學「四大神獸」：除了又死又活的貓，還有扭轉宇宙結局的妖
    雖然只是思想上的實驗，但它們引發人深省，並推動了物理學的發展。在這些思想實驗中，有四個的名稱與動物有關，它們被冠以物理學「四大神獸」。芝諾悖論。於是，量子力學奠基人之一的薛丁格提出了這樣的一個思想實驗。在一個密閉的箱子中，放置一塊放射性物質，如果它發生衰變，由此產生的粒子將會觸發蓋革計器放電，通過繼電器釋放出鐵錘，鐵錘掉下來砸破毒藥瓶，引發箱子內的貓死亡。如果放射性物質沒有衰變，箱子內的貓仍然是活著的。
  • 物理學四大神獸之芝諾的烏龜
    物理學上有四大神獸，芝諾的烏龜、拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛丁格的貓，分別對應著微積分、經典力學、熱力學第二定律和量子力學。芝諾之龜短小精悍，豆眼如炬，龜甲結實笨重。芝諾之龜以身體劣勢為由，申請提前奔跑100米。阿喀琉斯深知自己的速度乃是芝諾之龜的十倍，便毫不猶豫地答應了。       比賽開始。
  • 物理學四大神獸你知道嗎?
    物理學上有四大神獸，芝諾的烏龜，拉普拉斯獸、麥克斯韋妖、薛丁格的貓。分別對應著微積分、經典力學、熱力學第2定律和量子力學。這四大神獸並不弱於傳說中的青龍白虎朱雀玄武，芝諾的烏龜時空雙修能縮地成寸，拉普拉斯獸明察大道推演萬物，麥克斯韋妖操控萬物逆轉陰陽，薛丁格的貓能製造宇宙超越生死。
  • 物理中也有四大神獸,個個本領強大
    相信大家都知道，我們中國自古以來就有四大神獸的傳說，這是前人天馬行空的想像力的產物。殊不知，讓我們最頭疼的物理當中，也有四大神獸的存在，那麼接下來我們一起來看看這四大神獸到底是什麼吧。一.超越生死——薛丁格的貓埃爾溫·薛丁格是奧地利物理學家，量子力學奠基人之一，提出了著名的薛丁格方程和薛丁格的貓思想實驗，曾於1933年獲得諾貝爾物理學獎。
  • 科學史上五大神獸，除了薛丁格的貓，你知道其它四大神獸嗎？
    第一個故事：薛丁格的貓上世紀八十年代某個紅極一時的樂隊有首標題為「恐懼之淚」的歌曲中，有一句歌詞是「薛丁格的貓死在了這個世界」，所以大家都知道薛丁格的貓最終還是死了！這個問題在於一個經典實驗，將微觀的粒子疊加態轉移到了宏觀，而且薛丁格的貓到現在也沒有一個正解。
  • 科學界4大神獸聚集:麥克斯韋妖是什麼?通俗易懂的物理學!
    今天小編就來和大家詳細的聊聊物理學界的四大神獸，看科學家們是如何讓普通人也能聽懂高深的理論的。這四大神獸分別是：芝諾的烏龜，拉普拉斯獸，麥克斯韋妖和薛丁格的貓。這四大神獸中，芝諾的烏龜對應的是微積分，拉普拉斯獸對應的是經典力學，麥克斯韋妖對應的是熱力學第二定律，薛丁格的貓對應的是量子力學。