再揭量子真相:薛丁格的貓,到底在說什麼?

2021-01-07 北鬥史地研究所

本號前面文章《為什麼說量子通信是一個科學騙局?》《為什麼說量子計算機是科學界的又一騙局?》中指出,在中國,量子已經成為一種騙局的代名詞,帶頭行騙的,不是傳統意義上的無良商家,而是某些鼎鼎有名的所謂科學家。

有人該說了:你真是大放厥詞,學過《量子力學》嗎?在《科學》雜誌上發表過文章嗎?

第一個問題,我學過《量子力學》嗎?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:

而量子,是百年前的概念,時間和空間的差距導致這種誤差出現的概率會更高。所以,這是一個科學問題,也是一個歷史問題。

第二個問題,我在《科學》雜誌上發表過文章嗎?說這句話之前,首先要搞清楚,《自然》、《科學》這些所謂的頂級學術雜誌,本質上是一個商業機構,這個特點決定了它們不可能做到百分百的公正和可信,因為它們要生存,就要考慮商業利益。當然,它們因為是經過包裝的學術商業雜誌,不太可能赤裸裸的說你給我錢你給我發表文章,但是會以各種名義,如贊助、捐贈、合作等形式進行商業交易。 比如著名的科學醜聞「舍恩事件」,即與《科學》雜誌有關,——2002年11月1日,美國《科學》雜誌刊登了美國物理學家舍恩及其8名合作者的簡短聲明,宣布撤消2000至2001年期間在《科學》雜誌上發表的8篇論文。這8篇論文的第一作者都是舍恩,內容涉及有機電晶體、超導裝置和分子半導體等成果。舍恩的這些論文是如何發表的?這對於普通大眾來講是個秘密,但是對於那些經常在上面發表論文的所謂科學家來講,肯定不是秘密。

所以,不要迷信教材,不要迷信論文期刊,更不要迷信新聞機構。所謂「大道至簡」,就是我們要相信這個世界的一些基本邏輯和自己的真實感知,「百姓日用而不知」。很多時候,他們說的名詞你聽不懂,並不一定就是你的問題,而是因為他們自己根本就說不清楚,或者壓根不想讓你聽懂。

好,言歸正傳,繼續我們今天的主題:量子力學中「薛丁格的貓」,到底在說什麼?

薛丁格的貓,又稱薛丁格之貓,是奧地利物理學家薛丁格在1935年提出來的,大致內容是:將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。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。但是貓到底是死是活,必須在打開容器後才知道結果。這只不知死活的貓,或者說既死又活的貓,被稱為「薛丁格之貓」。

對於「薛丁格之貓」,該怎麼理解?有的人說這個實驗是個理想實驗,說明了量子理論的不可知性、不確定性;有的說,活貓和死貓同時疊加存在,這說明了這個世界是平行;還有的乾脆將這個貓的死活和佛學聯繫起來,說什麼生和死是相對的,生就是死,死就是生,生死就在一念間......

那麼,這個「薛丁格之貓」,究竟在說什麼呢?

要理解「薛丁格之貓」的真實內涵,我們首先要明確三個概念:量子、黑體輻射、物質波。

第一個概念:什麼是量子?

正確的理解是:量在古代是一種裝糧食的器具,大致相當於斛。由於光由粒子組成,又以波的形式出現,就像裝著糧食的量具一樣,故名「量子」。那麼量子就是光,確切的說就是光的波粒二象性。(詳見《為什麼說量子通信是一個科學騙局?》)

歪曲的理解是:即一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的,並把最小單位稱為量子。注意,這個概念脫離了光在談量子,實際上是耍流氓。

第二個概念:什麼是黑體輻射?

量子的概念是德國物理學家普朗克1900年提出來的,之所以提出來,是因為他在做黑體輻射實驗時,發現其他物質接收黑體輻射的過程並不像光波表現出來那樣有連續性,而是有個逐漸吸收的過程,由此他推斷出光也是由粒子組成的。

那麼,什麼是黑體輻射呢?

正確的理解是:黑與白相對,白天能看見,黑夜看不見。黑體輻射,是和白體輻射相對應的,也就是和可見光相對應的。那麼所謂黑體輻射,實際上指的是不可見光,如紅外線、紫外線等各種射線。

錯誤的理解是:黑體是一種理想物體,這種物體能將入射的電磁波全部被吸收。這種理解講重點放在吸收電磁波的物質上,實在是舍本求末、南轅北轍。

第三個概念:什麼是物質波?

物質波,又稱德布羅意波,是法國物理學家德布羅意在1924年提出的。

正確的理解:物質波即是指不可見光。理論上講,所有的物質都會發出電磁波,這些電磁波也是具有波粒二象性的。

錯誤的理解:一切物質都具有波粒二象性,甚至理解為人也有波粒二象性。這種理解同樣是將重點放在了物質上,而忽視了主角是物質所發出的不可見光。

搞清楚了量子、黑體輻射、物質波的概念,我們再來看「薛丁格之貓」,就很容易理解了。

「薛丁格之貓」的內涵,是在普朗克和德布羅意研究的基礎上,形象的概括了不可見光的三大特點:

第一個特點就是不可控性(隨機性)。不可見光的來源非常複雜,理論上講所有物質都可以發出,其傳播路徑也非常複雜,隨時可能發生折射、反射、共振、衰變等變動,就像鐳等元素的射線一樣。

第二個特點是有害性。不可見光可能是對人體有害的,就像劇毒的氰化物一樣。

第三個特點是不可見性。不可見光由於肉眼不可見,就像裝在盒子裡的東西一樣,我們必須要藉助工具查看,才能知道它的真實狀態。

綜上所述,「薛丁格之貓」的本質,就是一則描述不可見光特性的一個比方,或者說是一則小寓言。

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  • 「薛丁格的貓」講的究竟是什麼?貓到底是死的還是活的?
    相信很多人都聽說過「薛丁格的貓」,即使對物理學不是很感興趣的人。但不少人對「薛丁格的貓」理解有些片面! 簡單說,「薛丁格的貓」是薛丁格提出的一個思想實驗,用於在宏觀現實中描述量子世界詭異的疊加態和不確定性
  • 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。
  • 「薛丁格的貓」到底是用來幹嘛的?它和量子力學有什麼關係?
    量子力學為什麼會有這麼多「梗」?一直以來都有民間都有一種說法:「遇事不決,量子力學」,量子力學其實是讓一般人誤解最深的一個科學理論。關於量子力學其實還有很多「梗」,比如:薛丁格的貓,上帝不擲骰子等等。那麼問題就來了,為什麼關於量子力學會有這麼多的「梗」?比如:薛丁格的貓?今天,我們就來詳細的說一說。
  • 薛丁格的貓到底講的什麼?為何如此有名?
    最近有很多人問這個問題,記得某位央視著名主持人(這裡就不點名了)也會有這樣的質疑:薛丁格的貓到底是什麼?薛丁格養的貓嗎? 當然不是,如果確實薛丁格養的貓,也不會與科學聯繫在一起了!
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  • 薛丁格的貓是一隻什麼貓?它到底有多厲害?
    生活中有貓,其實在科學界也有「貓」,卻少為人知。今天小編來給大家講講吧。「薛丁格的貓」不知道大家聽說過沒,有人會疑問這是一種什麼品種的貓嗎。其實這只是一個科學實驗的名稱罷了。薛丁格是奧地利的物理學家,全名是埃爾溫·薛丁格。而薛丁格的貓,其實是他提出來的理論,是一隻假想的貓。這到底是一項什麼樣的研究呢?
  • 薛丁格方程及薛丁格的貓
    薛丁格方程解釋了許多已經觀測到的量子現象,並引入了量子波是概率波的奇異解釋。埃爾溫·薛丁格對科學最重大的貢獻當屬薛丁格方程,即決定亞原子粒子運動的波動方程。薛丁格方程是現代量子力學的一大根基。薛丁格1887年出生於維也納,早年興趣非常廣泛,但最終被維也納大學錄取,學習物理學,並於1910年畢業。此後,薛丁格為奧地利物理學家弗朗茨·埃克斯納( Franz Exner)工作了一段時間。
  • 「薛丁格的貓」到底是什麼?今天算長見識了
    其中,撒貝寧除了說了很多自己被保送北大的經歷之外,還提到了一個詞叫「薛丁格的貓」,很多人剛聽到的時候都是一臉懵,那這到底是什麼呢?薛丁格的貓,其實是奧地利著名物理學家薛丁格為了反駁哥本哈根學派,對量子力學所做出的「哥本哈根解釋」,而提出的一個思想實驗。
  • 「薛丁格的貓」到底是怎麼回事?
    相信你們都聽過「薛丁格的貓」,這個實驗到底是怎麼回事呢?在一個封閉的盒子裡,有一隻貓和少量的放射性物質。這些物質有50%的概率發生衰變,並釋放出毒氣殺死這隻貓;同時,也有50%的概率不會發生衰變,貓就能活下來。問題來了,最後,貓還活著嗎?根據我們所知道的常理,盒子裡必然會發生這兩個結果的其中一個,而我們只有打開這個盒子才能知道裡面的結果。但在另一套學說中卻不是這樣的結果,那就是量子力學。
  • 薛丁格的女朋友為什麼不如薛丁格的貓有名?
    薛丁格的貓等與量子力學相關的概念。提到薛丁格的貓就要提到薛丁格這位物理學家,他給出了薛丁格方程,這個方程在量子力學中的地位足以和牛頓第二定律在力學中的地位相媲美。實驗中被困在箱子裡的貓處在活態和死態的疊加態中,只有打開箱子對貓的狀態進行測量時貓才會坍縮成死態或活態。這個薛丁格的貓問題已經困擾物理學家將近100年,至今也沒有得到解決。
  • 薛丁格的女朋友為什麼不如薛丁格的貓有名?
    進入資訊時代後,量子力學與人類的生活聯繫越來越密切,沒有學過《量子力學》課程的人也能經常聽到量子糾纏、薛丁格的貓等與量子力學相關的概念。提到薛丁格的貓就要提到薛丁格這位物理學家,他給出了薛丁格方程,這個方程在量子力學中的地位足以和牛頓第二定律在力學中的地位相媲美。
  • 薛丁格的貓,到底是怎麼回事?
    薛丁格的貓是物理學家薛丁格提出的一個思想實驗,是指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」。但是是不可能存在即死又活的貓,則必須在打開箱子後才知道結果。
  • 量子比特:一隻又死又活、不死不活的薛丁格貓
    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201903/398750.htm  量子比特是量子信息的基本單元,是量子通訊量子計算中的主角。它的量子性質造就了量子通訊和量子計算的神奇。有人甚至認為量子比特是組成世間萬物的基本構件。可量子比特到底是個什麼東西?它到底神奇在什麼地方?
  • 薛丁格的貓是什麼?它到底是死還是活?
    什麼是薛丁格的貓 薛丁格的貓,是由量字力學奠基人之一的薛丁格提出的思想實驗。薛丁格為了反對玻爾等提出的量子力學哥本哈根詮釋,設計出了這個半死不活的貓來嘲諷,這個無法完成的思想實驗,把微觀的不確定擴展到宏觀的不確定,給玻爾等人帶來極大的困擾。