「薛丁格的貓」到底是怎麼回事?

2021-02-25 十點書店

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書店裡的生活大學，我們聊聊薛丁格的貓。

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。

奧地利的物理學家薛丁格，提出了「薛丁格的貓」這個思想實驗，就是用來論證量子力學中違背現實常理的狀態。在學術中想不明白的事情，放在一隻貓身上就淺顯易懂了。我們先很簡單粗淺地介紹一下量子力學。

比如我們到酒吧裡喝酒，服務員為我們倒了一杯酒，這時候，這杯酒可能是啤酒，也可能是葡萄酒，我們可以通過品嘗來知道這杯酒是什麼。

就算我們不去品嘗，我們也知道這杯酒只可能是啤酒或者葡萄酒，沒有第三種可能。

同時，我們什麼時候品嘗，誰來品嘗，結果都不會有不同。這就是我們所熟悉的常理。

但是，在量子力學的世界裡卻不是這樣。

這杯酒有可能是啤酒，也有可能是葡萄酒，那這杯酒就只有一個狀態：

處於啤酒和葡萄酒的「疊加態」，常理中的兩個結果同時存在。

同時，不同時候、不同的人來品嘗這杯酒，結果都不同。

當我們把這個情況還原到微觀的原子世界裡，量子力學就是這樣的：

科學家發現電子的位置是隨機不規律的，它可能出現在第一個位置，也可能出現在第二個位置。按常理來說，電子此時的位置就有兩種可能，但在量子力學的世界，電子應該是同時處於兩個位置上，也就是兩個位置的「疊加態」。

回到「薛丁格的貓」這個實驗中來，我們在打開這個盒子之前，放射性物質就處於衰變和沒有衰變的疊加態，兩種情況同時存在。

這就使得薛丁格的這隻貓就也處於死亡和活著的疊加態。

只有我們打開盒子進行觀察的那一瞬間，貓才會從這個疊加態，變成唯一結果，要麼活著、要麼死亡。

薛丁格的這個實驗，把量子力學的微觀情況變成了一個宏觀情況，人們發現量子力學似乎還不是一個完備的理論，因為薛丁格的貓就違背了現實生活中的常理邏輯——貓怎麼可能同時死亡和活著呢！

為了解釋薛丁格的貓，1957年還有科學家提出，在進行薛丁格的貓的實驗時，盒子裡本來就有兩個世界，一個世界裡的貓已經死了，另一個世界裡的貓還活著。

當我們打開盒子觀察的同時，原本糾纏在一起的兩個世界就會分離，各自成為一個新的世界，並且彼此不會互相影響。

這個理論後來演繹成了我們現在熟悉的「平行世界」。

總之，薛丁格的貓這項實驗，說明了量子力學中還有很多和現實世界相違背的情況，而且目前還存在很多爭論。

當下次身邊的人提到這隻貓，我們就能大聲說：這是個世界未解之謎呢。

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路遙，「老路如是觀」主創，電臺主播，新媒體籤約撰稿人，左手話筒，右手鍵盤，他的聲音和文字都有溫度。微個人公眾號：老路如是觀。

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