薛丁格的貓在盒子裡​，到底能不能看？看了可能就死了，或者活了

2020-10-18 博科園

量子物理學很難解釋，薛丁格的貓在盒子裡，能不能看？看了它可能就死了或者活了，因為它在盒子裡即是死的也是活的，觀察者一看就會改變了狀態。廣島大學霍爾格·F·霍夫曼副教授和印度理工學院孟買分校卡蒂克·帕特卡爾試圖解決量子物理學中最大的難題之一：如何在不改變量子系統的情況下測量它？他們在發表《新物理學期刊》上新研究中發現：通過讀取從遠離系統本身的量子系統觀察到的信息，研究人員可以根據分析方法確定其狀態。

雖然分析完全從量子系統中移除，但通過仔細閱讀量子數據，可以恢復可能結果的初始疊加。通常情況下，通過尋找來尋找一些東西。但在這種情況下，觀察改變了物體，這是量子力學的問題。我們可以用複雜的數學來描述它，但是怎麼才能確定數學描述的是什麼呢？當我們測量一些東西時，會有一個權衡，它可能是什麼的其他可能性就會丟失。如果不進行相互作用，就無法了解任何事情，便會預先付出代價。

在帕特卡爾在廣島大學長達一個月的停留期間，兩位物理學家試圖想像測量系統而無需「付出代價」的方法，即保持系統的疊加或意味著系統可以存在於所有狀態。為了理解研究結果，霍夫曼用著名的薛丁格貓故事描述了發現：薛丁格的貓在盒子裡，科學家們不知道它是死是活。設置一個照相機，觀察從盒子外部位置拍攝照片的盒子。給貓拍的照片模糊不清，我們可以看到有一隻貓，但不知道它是死是活。

相機上的閃光燈也去掉了一個「量子標籤」，標記著貓的疊加。這張照片現在與貓的命運糾纏在一起，也就是說，可以通過以某種方式處理這張照片來決定貓發生了什麼。然後可以將照片從盒子中取出，並在計算機或暗室中進行處理。根據處理照片的方法，我們可以找出貓是活的還是死的，或者閃光燈對貓做了什麼，恢復量子標籤。讀者的選擇決定了我們對貓的了解。我們可以找出它是死的還是活的，

  • （博科園圖示）由於框中的貓(左上角)處於疊加狀態，這意味著它可以處於許多不同的狀態(例如死的和/或活的)，並且用量子標籤來標記。貓的照片與盒子裡的情況糾纏在一起。我們可以通過以某種方式處理照片來決定貓的命運(左下角)，或者我們可以通過使用不同的過程來恢復量子標籤(右下角)來保持它的疊加。圖片：Associate Professor Holger F. Hofmann and Emma Buchet/Hiroshima University

或者恢復拍攝照片時移除的量子標籤，但不能同時恢復兩者。這只是在我們對量子力學理解上向前邁出的一步。今天，它的完全應用仍然局限於像量子計算機這樣的專家級系統，儘管它的一些方面也可以用於精確測量，以及使用量子密碼術進行安全通信。這是研究的一個關鍵部分，真的很想知道為什麼會有這種量子怪異，所以把重點放在測量上，因為這就是怪異的來源！

博科園｜研究/來自：廣島大學

參考期刊《新物理學期刊》

DOI: 10.1088/1367-2630/ab4451

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    文/仗劍走天涯薛丁格的貓在盒子裡，到底能不能看出它是死是活呢？看看科學家怎麼說？量子力學被全人類都認為是最高的育種學碩也是最難與學透學懂的一種學說，是全世界高知識分子所研究這一種科學領域。普通人是根本沒有辦法去理解量子力學其中蘊含的道理的，薛丁格的貓被放在科學實驗的盒子當中，它到底是死還是活著的呢？薛丁格的貓這一個實驗也是世界上被譽為最難以去解決的一個難題。還能在不改變量子系統的情況下進行對他的測量。
  • 薛丁格的貓到底是什麼梗?為何一會死一會活,一會既死又活?
    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。　　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，既死又活，因為它是一隻代表「電子」狀態的量子貓。
  • 薛丁格的貓——既死又活的貓
    當時剛提出來量子力學還算是比較容易讓人接受，但是隨著不確定原理、疊加態和波函數等概念提出來後，就連愛因斯坦都不能再認可了，愛因斯坦到死都沒能認可量子力學。為什麼這些概念的提出後，大家都不能認可或者理解呢？
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    今天讀書君就為你選取他的作品《薛丁格的貓：改變物理學的50個實驗》中的一部分，看看這位英國科學家筆下的這隻神奇的貓，是死還是活呢？量子力學悖論✪ [英] 亞當·哈特-戴維斯量子力學悖論1935研究人員：埃爾溫·薛丁格研究領域：量子物理結論：兩種可能性同時存在一隻貓如何能夠同時既死又活？
  • 薛丁格貓死了嗎?
    要回答這個問題，下面請出物理學四大神獸之一的薛丁格貓。 在一個封閉的盒子裡裝有一個量子儀器和一隻貓，這個量子儀器，比如說是一個量子的粒子，它有一半的可能會衰變，另一半的可能則不發生衰變。如果這個粒子衰變了，就會引發一瓶毒藥被打破。毒藥被打破了之後，貓就會被毒死。而另有一半可能，量子衰變並沒有發生，那麼毒藥沒有被打破，貓也沒有被毒死。
  • 物理學家們可以窺視又死又活的薛丁格貓
    在最近《 新物理學》（New Journal of Physics）上發表的一篇學術文章指出，物理學家們可以窺視又死又活的薛丁格貓了。在量子力學裡， 薛丁格貓是一種思想實驗，其中，貓被困在盒子中，盒子中的粒子有50-50的變質機率。 如果粒子變質了，貓就死了； 否則，貓就活著。
  • 薛丁格的貓是什麼?它到底是死還是活?
    ，為了諷刺量子力學哥本哈根解釋中的瑕疵，因為現實中貓不能是寸子著死亡和活著並存這樣的荒謬結果。面對這個薛丁格近似無賴的碰瓷，把微觀粒子推廣到宏觀物體的偷換概念，玻爾等只能無奈的解釋：按我們的理論，那個貓在未打開盒子時，只能是有死有活，在觀測的一瞬間，小貓的生死狀態才會坍縮成一個具體的生或死。
  • 薛丁格的貓在講一個什麼道理?真的存在「既死又活」的狀態嗎
    學物理的朋友對「薛丁格的貓」這個實驗是非常了解的吧？但是這個小小的實驗說明了什麼問題呢？可能大家的理解也是五花八門的吧？「薛丁格的貓」是由奧地利物理學家薛丁格於1935年提出的有關貓生死疊加的著名思想實驗，是把微觀領域的量子行為擴展到宏觀世界的推演。
  • 「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
  • 薛丁格貓究竟死了沒有?
    一、薛丁格貓 薛丁格方程是偏微分方程，要掰扯偏微分方程，就要有足夠的門檻，不是什麼人都能扯上兩句的(估計扯了也沒人聽)，但是「薛丁格貓」似乎不需要什麼高深的數學手段，什麼人都能扯上一通，所以在網上和自媒體上時不時的跳來跳去。據說圍繞它爭論直到現在也沒有確切的說法。
  • 薛丁格的貓又死又活了85年,從未驗證過,是實驗技術難度很大嗎?
    薛丁格的貓是一隻倒黴透頂的貓，又死又活了85年。所謂「薛丁格的貓」是奧地利物理學家埃爾溫·薛丁格，在1935年提出有關貓生死疊加的一個思想實驗，其目的是反對量子力學大師波爾、海森堡等提出的所謂「哥本哈根詮釋」。
  • 你看,這支薛丁格的貓!
    最近學了個新詞：「薛丁格的貓」。網上關於「薛丁格的貓」這個詞，常都是被拿起又放下。具體意思意卻沒有多少人去深究，歸根結底，薛丁格的貓還是比較費解的。01.薛丁格的貓是量子物理學的一個理論，大概意思是說當沒有人能看到盒子裡面的一隻50%概率死掉情況的貓時，這隻貓既可以是活的，也可以是死的，叫做「量子疊加態」，也可以說是「薛丁格貓態」。所以說，一切事物的狀態都不是確定的，除非進行觀察最終找到答案！這個理論，簡直像極了我們年輕時期，各種曖昧的感覺呀！我覺得這個比喻是比較適合併且合理的！02.
  • 生還是死?薛丁格的貓,既生又死!
    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 。
  • 一隻既死又活的貓——通俗易懂解釋薛丁格的貓原理
    薛丁格的貓是由薛丁格提出的一種理想實驗假說。實驗中，我們在一個封閉不透明的盒子中放置一個放射性原子，一個粒子探測裝置，一隻貓，一個錘子，一個放置劇毒的瓶子。如果放射性原子發生了衰變，粒子探測器就會接收到粒子，發出信號打碎瓶子，貓必死無疑。另一種是粒子不發生衰變，貓活著。然而，實驗不能受光和其他因素的幹擾，所以人們無法查看實驗結果。這樣一來，薛丁格的貓就是一隻既死又活的貓了。人們打開盒子查看是一種宏觀活動，而實驗研究的是微觀現象。打開盒子，就會使微觀和宏觀發生錯亂。
  • 薛丁格的貓:既死又活的貓,難以理解的糾纏態
    隨著這些年穿越電視劇的影響，蝴蝶效應和薛丁格的貓開始被大眾廣泛流傳。本篇文章就來講一講薛丁格的貓。實驗內容如果放射性物質發生衰變，粒子探測器就能接收到衰變放射出的粒子，然後發出信號讓錘子打碎裝著劇毒物質的瓶子，那麼貓就會死。如果粒子不衰變，貓就會活著。白話說明如果不打開容器觀察貓的狀態，就不能判斷這隻貓是活著還是已經死亡。那麼不能判斷貓是死是活，這個時候貓就處在既死又活的糾纏態。如果一旦觀測了，那麼貓就會只處在死亡或者存活一種狀態，這種狀態稱為本徵態。
  • 一口氣搞懂「薛丁格的貓」
    在這個實驗裡，有一隻貓被關在一個盒子裡，這是一個理想的盒子，貓可以好好在裡面生活。在這個盒子裡還有一個裝置，這個裝置放了一個隨時可能會衰變的原子核。原子核衰變與否其實可以用波函數來描述具體的概率。反駁「不確定性」的詮釋所以，通過這個的方式，薛丁格就自認為把原子的衰變和不衰變的波函數和貓的死活構建起了聯繫。也就是說，他把一個微觀世界的問題，轉移到了宏觀世界。這隻貓就應該處於一種可能死或者可能活的疊加態。
  • 藝術家對「薛丁格的貓」的13種理解
    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。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。
  • 薛丁格的貓能被偷看了!物理學家想出一種辦法,而且還不會殺死貓
    不幸的是，想像中的貓在盒子裡是同時以「死」和「活」兩種狀態疊加存在的，就像亞原子粒子同時以多種狀態疊加存在一樣。但是如果你很好奇想要親眼看看盒子裡的貓，只要你打開盒子看，就會改變貓的狀態，這樣貓就會處於或者活著或者死去中的一種狀態。現在物理學家想出了一種偷看薛丁格的貓的方法，而且還不會讓這隻神秘的貓永遠的死去。
  • 薛丁格的貓是什麼意思比喻什麼 薛丁格的貓通俗解釋
    薛丁格的貓這句話真的是比較火的，但是還是有很多的人不太清楚這到底是個啥意思，來看看薛丁格的貓比喻什麼？　　比如你有個老婆，你不確定她愛不愛你，這個時候在你的思維中只會有兩個結果，愛或不愛，你不問，這兩個結果永遠存在，科學上把這個稱作《既愛又不愛》，這個也就是對應薛丁格的貓裡的，既死又活的狀態吧。　　只有你問了，才會有結果，但是一旦你問你老婆，這個結果就會被決定。而這個結果是由於你提出了問題所導致的，也就是你的提問直接幹預了結果。
  • 用EXCEL給你一個薛丁格的貓,活貓還是死貓,你能猜對嗎?
    物理學中有個很有名的假說，叫薛丁格的貓，其假設一個鐳原子，氰化物，貓關在一個籠子裡，如果鐳原子發生了衰變，那麼就會引導釋放氰化物，貓就掛了，如果沒有衰變，氰化物不釋放，貓就依然活著。因為放射性的鐳原子會處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加，所以貓就應處於死貓和活貓的疊加狀態。