对于量子力学,许多人喜欢谈论“薛定谔的猫”,想不到它也是最骗人的猫,相信它“半死不活”的都是受害者。薛定谔的猫是奥地利物理学家薛定谔在1935年提出的一个著名的思想实验,在一个盒子里,里面有一只猫和少量的放射性物质,在那之后,有50%可能放射性物质会衰变并释放有毒气体杀死猫,而有50%放射性物质不会衰变,猫也能存活的可能性。根据经典物理学,这两个结果中的一个必然发生在盒子内部,外部观察者只能通过打开盒子知道里面的结果。在内部的量子世界中,当盒子处于封闭状态时,整个系统始终保持着一种不确定的波态,即猫的生与死的叠加。
薛定谔的猫已经达到了“神与佛”的境界,仿佛宇宙的真理就在其中,事实上薛定谔的意义与量子力学无关,量子力学有一个有趣的故事,薛定谔方程在量子力学中起着重要作用,你知道作者是谁。然而有一句话:“薛定谔不懂薛定谔方程!”这是哥本哈根学派对薛定谔的标签,因为薛定谔反对哥本哈根学派对波函数量子力学的解释,认为这是胡说八道。
虽然哈根学派用波函数成功地解释了量子力学的一些现象,但仍有一些地方难以解释。例如在双缝干涉实验中,粒子必须同时通过双缝形成干涉条纹,波函数可以解释干涉条纹,但不能解释粒子同时通过双缝,如果有许多粒子通过双缝,可以认为两个缝通过粒子的概率是50%,如果它是单个粒子,那么说粒子穿过其中一个间隙的概率是50%是错误的在双狭缝干涉实验中,单个粒子也会产生干涉条纹,这表明单个粒子通过其中一个狭缝的概率不是50%,但是一个粒子被分成两半和100%同时通过两个狭缝。
薛定谔找到了他的猫,并试图用薛定谔的猫来区分“概率”和“量子力学”,放射性物质是一个纯概率事件,原子要么衰变要么不衰变,既没有衰变也没有非衰变的状态,所以猫要么死要么活。如果把概率作为量子力学,放射性物质可以处于“衰变与非衰变”的叠加状态,猫也是生与死的叠加体,然而在物质世界中,诸如猫这样的宏观物体不允许处于生与死的叠加状态。
概率只是一种状态,但不确定在哪种状态,量子力学要求多个态相互重叠并共存,本质上薛定谔的猫只涉及概率论,没有量子力学的内容,它的出现是薛定谔反对用波函数解释量子力学,但薛定谔没有想到的是,显然一只反对“概率波”的猫吸引了许多人来到波函数的量子世界。
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