藝術家對「薛丁格的貓」的13種理解

2021-02-15 科研圈

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撰文 米斯·塞拉尼亞（Miss Cellania）

翻譯/漢化 丁家琦


IMAGE CREDIT: CHRISTIAN SCHIRM/PUBLIC DOMAIN

「薛丁格的貓」這一概念來自物理學家埃爾溫·薛丁格1935年提出的一個思想實驗。將一隻貓關在箱子裡，箱子裡有一种放射性元素，它在1小時之內衰變的概率為50%。只要元素發生衰變，就會觸發蓋革計數器計數，並打破一個裝有有毒試劑的瓶子，將貓殺死。但箱子一直是關著的，所以在一個小時以後，不打開箱子，我們就不知道貓是死是活，根據量子力學的解釋，在打開箱子觀察貓的狀態之前，貓既是死的又是活的。


ADA&Neagoe via Wikimedia Commons // GFDL

對外行人來說，這簡直太荒謬了。薛丁格的實驗是關於量子力學的，但它聽起來有點像哲學或者形上學。如果沒人聽到森林裡一棵樹倒下了，是不是意味著它根本沒有發出聲音？當然不是，如果認為「心外無物」「存在就是被感知」，未免也太傲慢自大了。


▲除了荒謬之外，這個實驗還有點殘忍。薛丁格是個聰明人，但就算如此也不能成為他殺死一隻貓的藉口。哪怕這只是個假想中的實驗，貓咪愛好者和溫和派科學家們對他的意見也不小，Mike Jacobsen設計的這件T恤上就可以體現出這一點。

另一個維度


薛丁格提出「薛丁格的貓」原本只是為了說明一個觀點，但這個思想實驗一直流傳了下來，可能是因為人人都喜歡貓，不希望貓死去，或許也是因為一隻「既活又死的貓」極大地激發了我們的思考和想像，就像進入了另一個維度的空間一樣。


▲一家名為Wear Vidal的T恤公司以著名電子遊戲「傳送門」（Portal）為靈感，設計了這款名為「薛丁格的傳送門」的T恤，讓貓置身於一個扭曲的世界中。

▲F. Gwynplaine MacIntyre 為他的短篇小說《薛丁格的看貓人》設計了這樣一幅插圖。他借鑑了埃舍爾畫作中的「不可能物體」（即真實世界中不可能存在的物體）的元素，圖中的貓同時處在這個「不可能物體」欄杆的前方和後方，也就意味著貓處於「既活又死」的狀態。


▲來自麻省理工學院（MIT）的學生Jie Qi認為貓同時處於活與死兩種狀態是不可能的，因此他在2006年繪製的一幅畫中也將貓放入了一個「不可能存在」的盒子中。


▲一隻貓怎麼能處於既活又死的狀態呢？DeviantART網站的網友Evilkitten3認為，哪怕這種狀態是不可能達到的，它也值得我們思考和追求。


▲漫畫家Hannah Blumenreich認為「既是活的又是死的」完全就是個愚蠢的想法：如果貓不願意呆在盒子裡，它肯定會讓你知道，而如果貓活著，它肯定不願意呆在盒子裡。

半活半死


▲有人把「既活又死」理解為「半活半死」，因為只有這樣才能讓這個短語說得通。DeviantART網站的網友atoji就是這麼描繪這隻貓的，可能它只是「死了一半」吧。


▲另一位網友RaggedyAnarchist也用了同樣的創意，他/她將貓從中間切成兩半，死的一半還拿著殺死那一半貓的毒藥，而另一半貓已經在慶祝自己還活著了！

殭屍貓

▲不過，既活著又死著的方式還有一種，就是殭屍。因為它還在動，但它已經死在盒子裡了，這就是DeviantART用戶pixelat3dLtd的創意，「薛丁格的殭屍貓」，它看起來正在瘋狂尋找把它變成這種狀態的元兇呢，怕怕。


▲用戶Zaleho把這個想法更進了一步，讓一半的貓比另一半「死得更透」，甚至還長出了獠牙。

貓の復仇


▲把貓關在盒子裡任其死去（或是活著），你們這群魂淡考慮過貓的感受嗎？貓肯定是不高興的，因此The Oatmeal網站上的Matthew Inman幫貓實現復仇，把薛丁格關到了箱子裡。

原文連結：

http://mentalfloss.com/article/65952/art-schrodingers-cat

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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
    參考文章：對薛丁格的貓的簡要說明。藝術家對薛定貓的描繪。 （圖像：快門）被稱為薛丁格的貓的思想實驗，是量子力學中最為著名和被誤解的概念之一。 通過深入探索，研究人員對物質現實有了驚人的了解。根據《量子》雜誌上的一篇文章，奧地利物理學家埃爾文·施洛德(Erwin Schrodinger)幫助發現了量子力學這門學科，他於1935年作為對最初由愛因斯坦提出問題的評論，首次構思了他的貓難題。在發展對亞原子領域的新認識時，大多數愛因斯坦和薛丁格的同事已經意識到，量子實體表現出極其奇怪的行為。
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    本文將從這隻貓的由來出發，以這隻貓帶來的種種困惑收尾，與讀者到量子領域一遊。薛丁格的貓，原本是薛丁格和愛因斯坦兩位量子力學的先驅者，為反對（當前主流的）量子力學哥本哈根詮釋而聯手鑄就的一把思想武器。為了介紹這把武器，要先從量子力學的建立，尤其是物質波說起。
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  • 薛丁格的貓說明了什麼,理解它或許能讓你超越愛因斯坦?
    幾十年前的貓——不確定性有了上面的爭執便有了這個假想實驗，薛丁格描述的是一隻貓放在裝有少量放射性物質的盒子裡。當放射性物質衰變時，它會觸發毒藥瓶上的計數器，導致毒藥瓶被破壞，從而殺死貓。也就是說量子力學的定律決定了貓的生死，薛丁格把微觀世界抽象的概念過渡成了現實問題。於是粒子到底是不是隨機出現的微觀態尺度和貓的生死這種宏觀態尺度聯繫了起來。關於生命只有兩種可能，非死即活，而在實驗中的貓有了第三種狀態，即死又活，因為它是一隻代表「電子」狀態的量子貓。
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  • 每日科普|薛丁格的什麼貓？
    本文將從這隻貓的由來出發，以這隻貓帶來的種種困惑收尾，與讀者到量子領域一遊。薛丁格的貓，原本是薛丁格和愛因斯坦兩位量子力學的先驅者，為反對（當前主流的）量子力學哥本哈根詮釋而聯手鑄就的一把思想武器。薛丁格和愛因斯坦對這個回答大為不滿，因為波可以疊加（不妨類比兩圈水波在空間疊加），而概率波的疊加意味著，粒子可以部分處於某種狀態，部分處於另一種狀態。在直覺上，兩種狀態總是互斥的，例如在某一時刻，粒子在這裡就不會在那裡，自旋向上就不會向下。但由于波的疊加，粒子可以時刻處於既此又彼的狀態。
  • 什麼是薛丁格的貓?
    薛丁格的貓是我們大多數人可能都聽說過的東西，但是我們當中有多少人真正知道它是什麼意思呢？今天我們就來討論一下，薛丁格的貓是在說是什麼？不過，他最著名的還是是「薛丁格的貓」，這是他為了反對哥本哈根學派關于波函數的觀點而用一隻貓做的思想實驗，但後來，被廣泛應用於形象描述宏觀和微觀物理體系的不同之處。
  • 反駁「薛丁格的貓」
    薛丁格的貓的實驗主要就是一個「觀測」，假如我們不去觀測，就不知道箱子裡面的貓是否被毒藥毒死，那麼這隻貓就處於存活狀態和死亡狀態的量子疊加態。歸納一下就是說：不觀測，則不知道狀態。實驗是為了從宏觀角度闡述微觀尺度的量子疊加的問題。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。
  • 我就是薛丁格的貓
    但這種解釋很多人不敢苟同，愛因斯坦詼諧地說：上帝在擲色子；薛丁格更是對波恩大喊：波恩，你胡扯！我的方程根本不是這麼一回事！要想駁倒別人的觀點是不能靠嘴皮功夫的，薛丁格便設計出了一個至今仍困擾物理學界的被後人稱為薛丁格的貓的理想試驗。
  • 薛丁格貓死了嗎?
    沒辦法，只能委屈貓來做這個實驗。那麼現在的問題是：這隻貓到底是死貓呢，還是活貓呢，還是死貓活貓的疊加態呢？在薛丁格的時代，薛丁格不知道這個問題的答案。但是時間發展到了現代，其實我們已經可以知道這個問題的答案了。
  • 每日科普｜薛丁格的什麼貓？
    薛丁格和愛因斯坦對這個回答大為不滿，因為波可以疊加（不妨類比兩圈水波在空間疊加），而概率波的疊加意味著，粒子可以部分處於某種狀態，部分處於另一種狀態。在直覺上，兩種狀態總是互斥的，例如在某一時刻，粒子在這裡就不會在那裡，自旋向上就不會向下。但由于波的疊加，粒子可以時刻處於既此又彼的狀態。