作為現代物理學的基礎學科之一的量子力學,其影響力越來越大!量子世界中的種種奇異現反常現象卻不斷挑戰著常人的邏輯底線。玻爾曾經說「如果一個人第一次聽到量子物理而不感到困惑,那他一定是沒有聽懂」!
薛丁格的貓是怎麼回事?
只是為了幫助人們更形象的理解量子世界的一個思想實驗!
由於人們對量子世界的種種現象感到困惑,1935年物理學家薛丁格提出這個思想實驗,藉助宏觀世界中較易理解的事例來解釋量子世界的現象。
薛丁格貓實驗:
把一隻貓放在一個不透明的盒子裡,同時放入少量的放射性物質和一瓶毒藥,在毒藥瓶上設置一個錘子。錘子由放射性原子控制 。這种放射性原子有50%的概率會衰變而放下錘子,錘子會打破毒藥瓶釋放出毒氣殺死這隻貓;同時放射性原子也有50%的概率不會衰變,那麼貓將活下來。放射性原子是不是衰變完全是隨機的!請問:盒子裡的貓是死是活?
對這個實驗一般有兩種理解,一是普通人的思維方式,二是量子疊加的思維方式!
大家通常會認為,這不是很簡單嗎?即便不打開盒子, 貓要麼死,要麼活,只能有一種結果。打開盒子看看不就確定貓的死活了嗎!!!那麼,恭喜你!你是一個正常的普通人!
然而,在量子世界中,事情與常人所想則大相逕庭。因為盒子 一蓋,裡面的世界就構成一個封閉的系統,只要我們不去打開盒子觀察,就永遠不會知道裡面的情況,而貓的死活就是疊加態的。也就是說,貓既是活的又是死的,是兩種結果的疊加,而不僅只有一種非死即活的結果 。
是不是有些迷糊了?說不定還有罵人的衝動?請先別急,慢慢往下看,你就會明白了!
薛丁格的貓畢竟只是個思想實驗而已,具體情況還要看看量子世界中的實際情況!
在量子世界中,粒子的運動既是波動的也是粒子態的!這也就是是波粒二象性的體現,同時也是薛丁格的貓狀態的疊加體現。
大家都打過桌球吧!平整地面上桌球是怎樣運動的呢?桌球一邊上下震動,一邊前行。
小球的這種運動就好像是量子世界中粒子運動的波粒二象性,既上下振動又向前運動。在這種情況下,我們不能說桌球在運動過程中要麼是粒子,要麼是波動。因為整體來看,它是既是粒子的,又是波動的,這就是兩種狀態的疊加。量子世界中的粒子運動具有波粒二象性。和桌球一樣,既是粒子,又在波動!
但是!當我們打開蓋子觀察時,盒子裡的疊加態立馬消失,盒子裡的狀態會以一種確定的狀態表現出來。
也就是說,當我們觀察的時候,粒子的不確定性(疊加態)就變得確定了,這也是測不準原理的另一種理解。這只是人的觀察而已,量子的真實運動既是波動又是粒子。
那麼各位小夥伴現在知道薛丁格的貓是什麼狀態了嗎?
既生又死!
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