薛丁格為什麼會提出薛丁格的貓思想實驗?竟是為了幫愛因斯坦吵架

2020-12-23 宇宙奇妙觀

薛丁格為什麼會提出薛丁格的貓思想實驗?竟是為了幫愛因斯坦吵架

20世紀相對論和量子力學是當時最重要的兩大基本支柱,量子力學解決微觀粒子運動規律的理論,馬克思·普朗克、尼爾斯·波爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛丁格、阿爾伯特·愛因斯坦等一大批科學家共同努力才得以創立量子力學,也就是上面被譽為世界最輕朋友圈的照片!

當談論起薛丁格的貓之時想必各位小夥伴並不陌生,這是著名科學家薛丁格提出的一個思想實驗,是用宏觀世界來描述微觀世界的不確定性。在量子理論發展的初期,著名的物理學及愛因斯坦和另一位偉大的物理學家波爾正在爭論一個話題,那就是量子力學中的不確定性原理。

當時愛因斯坦非常堅持實在論,並且和其他科學家還發表了愛波羅佯謬,來批評哥本哈根詮釋,甚至和波爾還展開了世紀論戰。其中愛因斯坦的好朋友薛丁格也支持愛因斯坦的觀點,於是就設計出了薛丁格的貓著名的思想實驗,想以此來諷刺波爾。

這個思想實驗的大概原理就是將一隻貓放入一個密封的盒子之內,裡面放入一些少量的放射性物質和一個毒氣瓶。如果放射性物質發生衰變,那麼就會觸發機關使得毒氣瓶被打翻,毒氣瓶會釋放毒氣,從而將貓毒死。而放射性物質衰變的機率是百分之五十,也就會出現兩種情況,貓是死的也有可能是活的。

但是,我們沒有觀察盒子之前不會知道貓的死活,只有我們打開盒子之後我們才能知道貓的死活。而在量子理論中認為,我們未打開之前貓是處於一種生死疊加的狀態,當我們打開盒子之後,貓就會從兩種狀態坍縮為一種狀態。

因為微觀粒子在為觀測之前,就是處於兩種不同的狀態,只有我們觀察時才會從量子態坍縮為明確態。也正是如此,薛丁格想通過宏觀尺度來批判量子理論具有瑕疵,薛丁格認為:貓要麼是死的,要麼是活的,不可能出現生死疊加的想像。不過雖然當時薛丁格的貓是用來諷刺哥本哈根詮釋,但如今卻成了量子力學的代名詞,量子力學也確實是正確的。

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  • 風流倜儻薛丁格建立方程 思想實驗虛擬貓糾纏世人
    維也納大學是玻爾茲曼(Boltzmann ,1844年-1906年)畢生工作之處,因此,薛丁格受玻爾茲曼科學思想的影響頗深,早年從事的研究工作便是氣體分子運動論和統計力學方面的課題,他曾深入地研究過連續物質物理學中的本徵值問題。1921年,薛丁格受聘到瑞士蘇黎世大學任數學物理教授,繼續研究與氣體分子運動論相關的問題。正在這個時候,玻色與愛因斯坦提出了一種簡併氣體的新的統計方法。
  • 薛丁格的什麼貓?
    導語:有那麼一隻貓,它屬於薛丁格,屬於愛因斯坦,屬於物理學史,屬於每一個對量子理論懷有好奇幻想的人。有那麼一隻貓,它屬於薛丁格,屬於愛因斯坦,屬於物理學史,屬於每一個對量子理論懷有好奇幻想的人。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。
  • 為什麼說「薛丁格的貓」是對上帝在擲骰子的最好論證?
    「薛丁格的貓」是量子力學裡一個非常著名的實驗,這個實驗的最初目的是為了論證量子力學的不可靠性,但是最後卻叛變,成為了證明量子力學正確性的重要實驗。但是「薛丁格的貓」這個實驗在現實也就是宏觀世界中是永遠無法實現的。這究竟是為什麼呢?
  • 薛丁格的貓,著名的思想實驗,原來我們一直誤解了它設立的初衷!
    被稱為薛丁格貓的思維實驗是量子力學中最著名、也是最被誤解的概念之一。通過深入思考,我們可以對物理現實有些驚人的見解。是誰想到了這個思維實驗?根據《量子》雜誌的一篇文章稱,幫助創立量子力學學科的奧地利物理學家埃爾溫·薛丁格最早於1935年構思了他的貓科難題,以作為對傑出的阿爾伯特·愛因斯坦最初提出的問題的評論。當愛因斯坦和薛丁格的同事們對亞原子領域有了新的認識時,他們中的大多數人都意識到量子實體表現出了極其奇怪的行為。
  • 愛因斯坦和薛丁格是如何合謀殺死那隻貓的?
    在量子理論的所有奇異中,似乎很少有比歐文·薛丁格那著名的關於貓的言論更奇怪的了。它描述了一隻貓被鎖在一個沒有窗戶的盒子裡,還有一些放射性物質。如果放射性物質發生衰變,那麼一個裝置就會釋放一個錘子,錘子會打碎一小瓶毒藥,殺死貓。如果沒有檢測到放射性物質,這隻貓就活了下來。薛丁格虛構了這個可怕的場景來嘲笑他所認為的量子理論的一個可笑的特徵。
  • 為什麼「薛丁格的貓」這個實驗在現實中永遠無法實現
    很簡單,因為「薛丁格的貓」這個實驗是套用宏觀世界的認知來對對微觀世界進行闡述,在宏觀世界是無法複製的。1924年,德布羅意首次正式提出了「波粒二象性」,他指出波粒二象性不只是光子才有,一切微觀粒子,包括電子和質子、中子,都具有波粒二象性。
  • 什麼是薛丁格的貓,這隻貓到底「害死」了多少人?
    埃爾溫·薛丁格是奧地利著名的物理學家,1926年薛丁格提出了著名的薛丁格方程,為量子力學奠定了堅實的基礎。1933年埃爾溫·薛丁格因薛丁格方程獲諾貝爾物理學獎。1935年薛丁格提出的有關貓生死疊加的著名思想實驗,也就是薛丁格的貓。他試圖從宏觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題。
  • 薛丁格的貓是什麼意思比喻什麼 薛丁格的貓通俗解釋
    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。
  • 坤鵬論:物理學神獸之拉普拉斯獸和薛丁格的貓
    愛因斯坦和薛丁格特別不認可玻爾這種模稜兩可的解釋。為此,愛因斯坦和玻爾沒少打嘴仗。前者提出一個又一個的思想實驗,力求證明玻爾的"互補原理"的矛盾和錯誤。而玻爾每次都巧妙地進行了反駁。不過,這場長期的論戰從許多方面促進了玻爾觀點的完善,使其在以後對互補原理的研究中,不僅運用到物理學,而且運用到其他學科。
  • 黑洞、薛丁格的貓與愛因斯坦:量子物理學如何顛覆我們熟悉的世界?
    主題是「電子和光子」(我們還記得,「光子-photon」是個新名詞,它剛剛在1926年由美國人劉易斯所提出),其議程如下:首先勞倫斯•布拉格作關於X射線的實驗報告,然後康普頓報告康普頓實驗以及其和經典電磁理論的不一致。接下來,德布羅意作量子新力學的演講,主要是關於粒子的德布羅意波。隨後波恩和海森堡介紹量子力學的矩陣理論,而薛丁格介紹波動力學。
  • 薛丁格,不只有他的貓,還有他難以啟齒的婚姻關係
    要說起現在最火的神獸——草泥馬,也就是羊駝,可能逐漸都要被這位仁兄的貓給擠下去了,可為什麼說一隻貓是神獸呢?那我們還得從它的主人——薛丁格說起。相當於薛丁格的貓,也可以說成是你頭頂上的飛機,只要他在飛行便有可能會砸中你,而你有沒有被砸中,那麼就是這個理論的玄妙之處了。那麼薛丁格的貓是怎麼誕生的呢?
  • 「薛丁格的貓」究竟是一個正確的概念還是荒謬的概念?
    薛丁格的貓源於雙縫幹涉實驗:向兩個細細的、間隔很近的縫隙發射一些光線,然後會觀察到另一邊屏幕上呈現出的幹涉條紋,即分別穿過兩個縫隙的光波發生了相互作用,產生了幹擾。如果發射的是大量的粒子也會出現明亮相間的幹涉條紋。
  • 為什麼少有人做「薛丁格的貓」這個實驗,是有技術難度嗎?專家給出...
    然而真正能夠了解這個故事及其背景的人卻並不多,如果你真的希望誰複製這個實驗,去抓只貓來試一試的話,那就說明你真的不懂它。 薛丁格並沒有打算做這個實驗,他甚至不認為這個實驗能夠成功,因為他闡述的是一個悖論,用了當時科學家們最拿手的思想實驗的方式。在薛丁格的貓身上,有強烈的不滿,我們甚至能感覺到些許諷刺。
  • 【雙語彙】Schrodinger's cat/薛丁格的貓
    說起科學史上最有名的實驗動物,能跟巴甫洛夫的狗相比的,大概非薛丁格的貓(Schrodinger's cat)莫屬。但巴甫洛夫的狗是確有其狗,薛丁格的貓只活/死在想像之中。在熱播了12年的美劇《生活大爆炸》第一季,物理學博士萊納德企圖策劃與美女潘妮的約會,兩個人都向物理學博士謝爾頓尋求建議。
  • 薛丁格小傳:貓比人還出名的鬼才科學家,量子力學的奠基人之一
    (萬象歷史特約作者:凌空子)薛丁格小傳:貓比人還出名的鬼才科學家,量子力學的奠基人之一1887年8月12日,薛丁格出生在奧地利維也納的一個富裕家庭。他是獨子,家裡人都很寵愛他。1914年至1918年,薛丁格參加了第一次世界大戰,然後回到大學教書。1920年4月6日(33歲),他同安娜瑪麗結婚。1921年,他搬到了蘇黎世大學,成為一名教授。當時的物理學界,信奉的是牛頓經典力學,對微觀世界的探秘研究甚少。而量子革命逐漸在普朗克、愛因斯坦、玻爾的理論激辯中,慢慢揭開了神秘的面紗。
  • 薛丁格的貓究竟是什麼?為什麼讓人如此抓狂?
    在量子力學中,有一個非常有意思的思想實驗,即著名的薛丁格的貓的實驗,那麼這個實驗究竟是什麼呢?讓我們來一探究竟吧!(實驗裝置示意圖)因此,假如A處發射了一個電子,那麼C箱子裡的貓究竟是死是活呢?薛丁格認為,根據量子理論,在沒有打開C箱子之前,這隻貓同時處於死和活的糾纏狀態,只有打開箱子觀察之後,這隻貓的狀態才要麼是死要麼是活。這就是著名的薛丁格的貓的實驗。
  • 揭秘薛丁格方程
    德布羅意的導師是著名的物理學家朗之萬,朗之萬將德布羅意關於物質波的論文送給了當時已經非常著名的愛因斯坦,愛因斯坦對德布羅意的觀點給予了很高的評價,並在自己的論文中加以引用。當時還並不著名的薛丁格通過愛因斯坦的論文了解到了物質波的概念,並產生了濃厚的興趣。既然物質波是波,那就需要一個波的傳播方程。
  • 「薛丁格的貓」揭示了一個細思恐極的真相:意識決定物質
    作為量子理論的先驅並戲劇性的變成其死敵的薛丁格,很多人並不知道這隻已經逐漸成為量子理論圖騰的貓其實是他為了嘲笑哥本哈根學派,用來反對量子論而設定的一個思想實驗。他在1935年為了響應愛因斯坦對於量子理論的攻擊也發表了一篇論文,題為《量子力學的現狀》(Die gegenwartige Situation in der Quantenmechanik),文章極盡諷刺刻薄,一副與哥本哈根學派誓不兩立的樣子。在論文的第5節,薛丁格描述了那個常被物理學界視為噩夢的實驗。
  • 物理學「四大神獸」之薛丁格的貓
    在自然界,像鈾那樣的大原子核,很不穩定,會衰變成另一個較小的原子核,並放射出α、β、r粒子或中微子。原子核的衰變具有不確定性。在一定單位時間內,只能計算原子核發生衰變的振幅,預言單位時間內發生衰變的概率。
  • 四大神獸,除了「薛丁格的貓」還有誰?
    然而人類對這隻千年老烏龜依然耿耿於懷,從哲學到前沿物理學,人們還常常拿它吵架。一個毫無殺傷力但又難纏的神獸伴隨量子力學空降人間,這神獸誕生於史上最風流的物理學家薛丁格的手上,遂名曰薛丁格之貓。相比起前面那三個神通廣大的神獸們,薛丁格之貓命運最悲催,它既不能享受吞拿魚味兒的貓罐頭,也沒有貓奴給它獻殷勤,自始至終,它都活在物理帝國的刑場上,並練就了既死又活的本事。