量子力學的悖論，所有人都知道薛丁格的貓，但你知道湯普森的燈嗎

2020-08-28 無醉店長

你看到的世界是真實的世界嗎？量子力學的發展讓我們無數次顛覆對世界的認識！

薛丁格的貓

稍微熟悉量子力學的同學們，應該都知道薛丁格的貓，將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。鐳的衰變存在機率，如果鐳發生衰變，會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子，貓就會死；如果鐳不發生衰變，貓就存活。根據量子力學理論，由於放射性的鐳處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加，貓就理應處於死貓和活貓的疊加狀態。這隻既死又活的貓就是所謂的「薛丁格貓」。

相信不少人在第一次聽到薛丁格的貓的概念時，都被震驚了，怎麼可能存在一隻又死又活著的貓呢？原來，不可能存在既死又活的貓，必須在打開容器後才知道結果 。該實驗只是試圖從宏觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題，巧妙地把微觀物質在觀測後是粒子還是波的存在形式和宏觀的貓聯繫起來，以此求證觀測介入時量子的存在形式。

湯普森的燈

那麼在理解了薛丁格的貓之後，不要覺得就理解了量子力學了，量子力學還有更多不可思議地顛覆你對世界認識的悖論，就比如今天介紹的湯普森的燈。

假設有一個超級觸控開關，控制著一盞永遠不會壞的燈，這盞燈最初是亮著的，過30s時滅，再過15s開，再過7.5s後關，3.75s後再開，如此循環下去，當肉眼已經無法分辨燈光的明滅情況，那麼在這之後這盞燈是開著還是關著的呢？

怎麼樣，這盞燈是否已經讓你陷入了沉思？

如果說一盞燈既是亮的，又是滅的，這豈不是矛盾的嗎？對於這個問題，可以從兩個角度來進行理解：

1.如果從無限的本性考慮，我們永遠不會知道這盞燈是開著還是關了，因為最後的開燈或者關燈動作根本就不存在。

2.如果從量子物理學的層面來看待這個問題，那麼這個問題就不再是悖論了。因為隨著燈在兩種狀態的時間越來越短，最終會進入一種量子狀態，變成和薛丁格的貓一樣的疊加態，即此時到燈處於亮與滅的疊加態。

還有一種可能就是，根據普朗克時間，時間並不可無限細分，所以時間的最小極限總會到來，所以燈不是亮著就是滅了。

關於這盞燈，你還有什麼不同的看法嗎？歡迎在評論區留言。

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  • ...被誤解的寵物|薛丁格的貓|量子力學|薛丁格|尼爾斯·玻爾|薛定
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  • 物理學上的四大「神獸」,除了薛丁格的貓,你還知道哪幾個?
    1、薛丁格的貓 在四大神獸中，薛丁格的貓是人們最為熟知的。薛丁格的貓是物理學家薛丁格提出的一個思想實驗，將一隻貓關在裝有少許鐳和氰化物的密閉容器裡。在這個實驗中，鐳的衰變是存在機率的，如果鐳發生衰變，就會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子，貓就會被毒死。而如果鐳不發生衰變，貓就不會被毒死。根據量子力學理論，由於放射性的鐳處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加，貓就理應處於死貓和活貓的疊加狀態。這隻既死又活的貓就是所謂的「薛丁格貓」。