“薛定谔的猫”真的“既死又活”吗?为什么没有人做实验来验证?

宇宙时空 2024-05-26 15:06:51

薛定谔的猫,只是一个思想实验,更严谨来讲根本就不属于科学范畴,更应该属于哲学范畴,所以“薛定谔的猫”是不是“既死又活”,更像哲学问题,无法通过科学实验来验证。

物理学家薛定谔之所以会提出这个思想实验,主要目的是反驳并质疑以波尔为首的“哥本哈根学派”对量子世界不确定性和叠加态的诠释。

哥本哈根学派,主要包括波尔,玻恩,德布罗意等物理学家。哥本哈根学派认为,微观世界是不确定的,微观粒子只能以概率波的形式存在,在没有被观测之前,微观粒子可以出现在任何地方,甚至可以同时出现在两个不同的地方。

而一旦实施观测之后,微观粒子的概率波,也就是波函数就会发生坍缩,成为我们在经典世界里看到的实体,从不确定变为确定。

言外之意,只有观测才能让微观粒子真实存在,否则,微观粒子就是不存在的,或者说它们无处不在,这种观点与我们的宏观世界大相径庭。

爱因斯坦和薛定谔等人坚决反对量子世界的这种诡异行为,以至于爱因斯坦同样用宏观世界的一个悖论质疑波尔:

如果我们不看月亮,月亮就不在那里吗?

我们都知道答案,无论看不看月亮,它一定都在那里。但按照量子力学的不确定性和叠加态诠释,月球的状态就好像一个概率波一样,弥漫在整个时空中,它似乎无处不在,只有当我们观测月亮时,月亮才会坍缩为实体的存在方式。

在提出思想实验薛定谔的猫之前,薛定谔在物理学界已经相当有名气,他创建了著名的薛定谔波动方程,并因此获得了诺贝尔物理学奖。

薛定谔方程非常伟大,一般人也看不懂。不过我们不用纠结薛定谔方程到底讲了什么,只需要明白一点:薛定谔方程在微观世界的地位,就相当于牛顿第二定律在宏观世界的地位。

可见薛定谔方程有多伟大,它描述了微观世界里那些粒子的运行规律和属性,包括能量,位置,动量等信息。

求解薛定谔方程就能得到微观粒子的波函数,但是薛定谔并没有给出波函数的具体物理意义。我们都知道,如果一个方程不能直接体现出某种物理意义,就是很大的缺陷。

没想到的是,这个问题被哥本哈根学派的玻恩解决了。玻恩提出了概率波的概念,认为薛定谔方程求解得到的波函数实际上就是微观粒子的概率波,这种概率波诠释也让玻恩获得了诺贝尔物理学奖。

概率波,其实反映的正是量子力学的核心,也就是不确定性。微观粒子的状态只能用概率描述,我们无法同时确定微观粒子的位置和速度信息,只能描述它们在某个位置出现的概率。

相信薛定谔本人也没有想到,自己创建的薛定谔方程的波函数的含义,最终被哥本哈根学派诠释了。本来被谁诠释都无所谓,但没想到的是玻恩对波函数的诠释方式恰恰体现了量子力学的核心不确定性,这让薛定谔本人多少有些尴尬。

不过薛定谔并没有放弃,便提出了让所有人都有点尴尬的思想实验,薛定谔的猫。

这个实验就不详述了,相信大家都有所了解。总之,按照量子力学叠加态的诠释,现实中应该存在一只“既死又活”的猫,但这显然是不可能的。薛定谔就是想借此讽刺哥本哈根学派的观点。

但这里有一个问题:何为观测?是不是只有人类才有可能去观测?

如果是这样的话,那么人类诞生之前,是不是就没有观测呢?如果没有人类的观测,当时的世界就完全是以概率波的形式存在吗?这显然是一个难题,同时也是悖论。

之后不确定性的支持者认为,观测并不局限于人类,只要物质与物质之间发生作用,就相当于观测了,微观粒子的概率波就会坍缩为实体。

比如说薛定谔的猫实验中,猫本身就是一个观测者,甚至如果没有猫,任何物体之间的相互作用都会是观测,都会让物体的概率波坍缩为实实在在的存在。

所以,薛定谔的猫这个实验,无论如何都不可能真正通过实验来验证,它就是一个思想实验,牵扯到更多的不是科学,而是哲学。

而以波尔为首的哥本哈根学派和以爱因斯坦薛定谔为首的经典物理学派,对于微观世界诡异现象的本质也进行了长时间辩论,不过从最终的结果来看,哥本哈根学派笑到了最后,起码目前是这样。

量子力学中的不确定性,量子隧穿效应,量子纠缠等诡异现象,早就应用到我们日常生活里。比如我们日常生活离不开的半导体,计算机和手机芯片等都包含量子力学!

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评论列表
  • 2024-05-27 11:12

    无论是否打开,都只能有一种状态,就像形容一个人半死不活,或者生与死只在一瞬间,但当前状态只有一个,并不存在既生又死的状态,量子即骗子

  • 2024-05-27 10:04

    关它一个月必饿死,需要打开看吗?

  • 2024-05-27 07:07

    自然绝对诚实,所有自然现象永远自洽,有确定性!!掷骰子结果是确定的。不观测就不能确定,观测方法不足,也不能确定。空间连续可入,位置精度没有任何极限,对应的速度当然也没有极限。电荷质量粒子大小不连续,电磁引力斥力也不连续(衍射条纹),都不是运动不连续不确定。测不准原理肯定是骗!观测能力不足一直都是人类认知自然的障碍,是不确定的源头 ,不奇怪。———测量精度与不确定是观测能力问题,不是物质属性,无关真假,当然不能用来否定或验证公理(自然有无之真)。真假确定性是科学的根本,“波粒二象性”是以真假不辨来祸害人类认知的核心根基———确定性。科学追求确定性,骗子招摇过市鼓吹不确定,以认知进化性否定绝对真理蔑视自然,是啥意思???他妈妈体重没测准还是他妈妈吗?

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