深度長文:如何通俗理解“薛定諤的貓” 薛定諤
簡單來說就是:
將一只貓關(guān)在裝有機(jī)關(guān)和毒氣的黑盒子里 。機(jī)關(guān)有可能觸發(fā)毒氣,也有可能不觸發(fā)毒氣 。觸發(fā)毒氣,貓就會(huì)死;不觸發(fā)毒氣,貓就活著 。至于貓是死是活,只有你打開盒子的那一瞬間才能知道 。
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虐貓狂魔薛定諤
因?yàn)檫@個(gè)邪惡的思想實(shí)驗(yàn),虐貓科學(xué)家薛定諤被無數(shù)愛貓人士們釘在了歷史的恥辱柱上!
小貓咪到底做錯(cuò)了什么?薛定諤這么欺負(fù)貓咪,究竟是人性的扭曲,還是道德的淪喪?
悄悄說一句,愛因斯坦可以說是薛定諤的半個(gè)幫兇!
這一切,或許都該從這張照片說起 。
這張照片是所有理科生的噩夢(mèng)!
1927年,一戰(zhàn)已經(jīng)結(jié)束,二戰(zhàn)還未開始,歐洲大陸擁抱著短暫的和平 。但有一個(gè)地方卻硝煙四起,打破了這份寧靜,那就是——比利時(shí)的布魯塞爾,在這里全球最偉大的科學(xué)家們齊聚一堂,共同見證了著名的索爾維會(huì)議 。
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合影上的人幾乎都是寫進(jìn)物理學(xué)歷史的大咖,這已經(jīng)不是“華山論劍”了,而是“世界物理學(xué)夢(mèng)之隊(duì)”了 。但是在眾多大咖中,最星光熠熠的兩位要數(shù)愛因斯坦和波爾了,二人聯(lián)手貢獻(xiàn)了歷史級(jí)精彩的辯論,這場(chǎng)辯論決定了未來物理學(xué)的走向 。辯論的主題也很有意思:
愛因斯坦覺得上帝不擲骰子,波爾反之 。
等等,愛因斯坦,上帝,骰子,這都是什么亂七八糟的?這和物理有什么關(guān)系?聽我慢慢道來 。
都學(xué)過雙縫實(shí)驗(yàn)吧?聽過光的波粒二象性吧?
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通過這個(gè)實(shí)驗(yàn),波爾總結(jié)出了量子世界的三大基本原則:
態(tài)疊加原理測(cè)不準(zhǔn)原則觀察者原理簡單來說,在量子世界里,一切物體都是以疊加的狀態(tài)存在的(比如一個(gè)光子,既可能同時(shí)在左縫中、在右縫中出現(xiàn)) 。然而這個(gè)疊加狀態(tài)是不可能完全準(zhǔn)確測(cè)量的,而且等我們觀察它的時(shí)候,它一定是處于一個(gè)準(zhǔn)確的狀態(tài) 。
波爾所代表的的學(xué)派被稱為哥本哈根學(xué)派 。
然而,愛因斯坦可不信這個(gè)的,照你這么說什么都是不確定的了?他堅(jiān)信的是因果律,堅(jiān)信“上帝是不擲骰子的!”于是愛因斯坦和波爾開始了激烈的辯論,一時(shí)間殺得昏天黑地 。
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當(dāng)初愛因斯坦提出相對(duì)論時(shí),有很多權(quán)威科學(xué)家反對(duì)他一樣,最終他勝利了 。
但就像屠龍成功后,勇士又變成龍 。愛因斯坦此時(shí)成了反對(duì)波爾所代表的“哥本哈根學(xué)派”的那個(gè)權(quán)威科學(xué)家(惡龍本龍) 。他的這份固執(zhí),讓很多科學(xué)家對(duì)他感到失望 。波恩說“我們失去了我們的領(lǐng)袖”,艾倫費(fèi)斯特說“愛因斯坦,我為你感到臉紅!”
和波爾的這場(chǎng)論戰(zhàn),他也輸?shù)煤芾仟N 。但是他沒有放棄,他在等待著下一場(chǎng)論戰(zhàn) 。三年之后的第六屆索維爾會(huì)議又在布魯塞爾召開了,愛因斯坦和波爾這對(duì)勁敵,展開了新一輪的巔峰對(duì)決 。可惜的是,經(jīng)歷了慘痛的較量后,愛因斯坦再次敗下陣來,波爾再次贏了 。
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下一屆索爾維會(huì)議,愛因斯坦沒有參加,但是很快他和其他同事一起提出了EPR理論 。這時(shí)候輪到虐貓狂人出場(chǎng)了 。
薛定諤在愛因斯坦EPR理論的基礎(chǔ)上提出了著名的實(shí)驗(yàn)——薛定諤的貓 。
將一只貓關(guān)在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器里 。鐳的衰變存在幾率,如果鐳發(fā)生衰變,會(huì)觸發(fā)機(jī)關(guān)打碎裝有氰化物的瓶子,貓就會(huì)死;如果鐳不發(fā)生衰變,貓就存活 。根據(jù)量子力學(xué)理論,由于放射性的鐳處于衰變和沒有衰變兩種狀態(tài)的疊加,貓就理應(yīng)處于死貓和活貓的疊加狀態(tài) 。這只既死又活的貓就是所謂的“薛定諤貓” 。但是,不可能存在既死又活的貓,則必須在打開容器后才知道結(jié)果 。
薛定諤的貓,試圖從宏觀尺度去闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題,這使微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理,但是就我們的常識(shí)而言,并不能存在一只既死又活的貓啊!
愛因斯坦沒做到的事,薛定諤做到了 。哥本哈根學(xué)派不得不承認(rèn):是的,當(dāng)我們沒有觀察時(shí),這只貓確實(shí)是又死又活的 。
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于是,不只是貓,一切在沒觀察時(shí)都是不確定的嘍 。甚至有人說“當(dāng)我們不觀察時(shí),月亮是不存在的 。”
等等,這句話怎么那么像笛卡爾說的“我思故我在”呢?
【深度長文:如何通俗理解“薛定諤的貓” 薛定諤】沒錯(cuò),“薛定諤的貓”后面逐漸從單純的物理學(xué)概念,衍生出了哲學(xué)爭議和平行宇宙概念 。日本著名科幻小說家小林泰三在他最著名的《醉步男》中就說道——“為什么人可以安定地生活,因?yàn)椴ê瘮?shù)可以坍縮” 。波函數(shù)的坍縮,講的也是這個(gè)量子學(xué)的觀察,由此他構(gòu)思出了一種奇妙的時(shí)空穿梭和平行宇宙 。波爾和愛因斯坦這對(duì)老朋友,終其一生也沒有說服過彼此 。
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