公司动态 分类
半岛真人陈忱:薛定谔的猫理论

  半岛真人我们人类总是会对未知的生物或者事情感到恐惧,因为这些东西是我们眼睛看不到的,所以在我们的大脑中它们就会有很多种形态生成,或是恐怖的或是憨态的,不管是哪种构思似乎都没有错,因为这种未知的东西本身就是一种抽象的存在半岛真人,这就是著名的“薛定谔的猫”理论,在我们的生活中很多事情都可以用这个名词来表示。

  首先思想实验是指使用想象力去进行的实验,所做的都是在现实中无法做到(或现实未做到)的实验。这个实验由奥地利物理学家埃尔温·薛定谔,在1935年基于量子力学提出。

  薛定谔将一只猫、少量的镭(存在50%的衰变概率)和氰化物(毒药)、量子探测装置和一把锤子,放在一个不透明的箱子中。此时的猫处于活着的状态,如果镭发生衰变,就会放射出粒子。此时粒子探测器就会进行接收,然后发出信号,触发锤子的机关,锤子打碎装有氰化物的瓶子,最后导致猫被毒死。而如果镭不衰变,那么机关就不会被触发,猫就不会死。但是由于镭的衰变几率是50%半岛真人,我们不确定它是否会衰变。

  即便是我们将其替换为一个会在一天内衰变的放射性原子,但我们也不知道这个原子会在一天中的哪一个时间衰变,也就是说我们在每一个时刻都无法确定这只猫是死是活。

  除非我们将箱子打开,进行确认。但是这个时候猫的死或活的状态,就被我们的这一行为所决定了。在薛定谔看来,如果我们不揭开箱子,那么猫的状态就一直处于“死-活叠加态”中,但是一旦揭开,它的状态就被决定了。

  举例来说:在你看月亮之前,月亮是任意可能的状态,比如说满月、半月、新月等。但是只要你一看,月亮就会坍塌到一种可能的状态。因此,观测这种手段,在量子力学中扮演着重要的角色。考虑上面的思想实验,这意味着过了一段时间之后,猫同时活着和死去。当你向盒子里面看的时候,这瞬间你就会看到猫是活着或是死了,而不是既死去又活着。

  观测行为真的能影响猫的生死吗?我们不能确定,但这里的“不确定”并不是量子力学中的“不确定性”。虽然我们不知道硬币是正面还是反面,但其实正面还是反面是确定的,只不过我们不知道而已半岛真人。只需要观测一下就知道了。

  不同之处就在于此半岛真人。宏观世界里,你的观测行为并不能影响硬币到底是正面还是改变,无论你观测与否,硬币的状态都早已经确定下来了。不是正面就是反面半岛真人,正面反面的概率都是50%,这是经典物理的解释。

  但在量子世界里,在你观测之前,硬币的正反面是真的不确定,只能用概率来描述。按照量子力学诠释,不确定性是一种内在秉性,本身的固定属性,与观测没有任何关系。宏观世界里的“不确定”只是因为你没有看见,所以才不确定是正面还是反面。但是硬币的正反面在你用手盖住的那一刻就确定下来了,与你看不看没有关系。

  但量子世界就不一样了,由于不确定性是微观粒子的固有属性,真的是不确定的。还拿刚才的硬币举例子,就相当于硬币在你中不断地进行正反面变换。而当你打开手掌的那一刻,硬币的状态就确定了,也就是物理学上的波函数坍缩了(这样通俗的理解其实并不严谨,目的是让你更好地对比宏观世界和微观世界)。

  按照量子力学,更严谨的诠释是这样的:那枚硬币的反面和正面是同时朝上的!当然我们在宏观世界不可能看到这种现象,但在微观世界的微观粒子确实是真实存在这种现象的,这就是叠加态。

  在哲学上存在两个对立的观点,“唯物主义”和“唯心主义”,唯物主义认为,物质在前精神在后,人类的意识是物质宇宙发展到一定阶段的产物,而唯心主义认为,理念和意识才是宇宙的第一性质,物质则是第二性质。

  在科技如此发达的现在,唯物主义是当下的主流观点,同时也是科学发展得到的结果,而唯心主义已经日益没落,不过我们今天要讨论的并不是谁对谁错,而是随着人类对宇宙的认知越来越深入,不同尺度下诞生出的矛盾。唯物主义的诞生和人类科学的发展息息相关,也是人类探索周围宇宙得到的结果,在人类文明发展的过程中,通过物理学我们对周围的世界有了更深刻的认知,经典力学的诞生为人类后续科技的发展奠定了基础。

  可是在科学发展的过程中科学家又发现,经典力学本身是存在很大局限性的,首先,经典力学不适用于物体的高速运动状态,也不适用于微观领域中物质结构,更关键的是经典力学本身只在惯性参考系中成立。所以经典力学只适用于宏观和低速的状态下,恰好人类生活的世界就是这样,如果不借助仪器的话,我们感知不到微观粒子的存在,同时我们的运动速度也不可能接近光速,因此在日常生活中,经典力学已经完全可以解决我们的大部分问题了。

Copyright © 2012-2024 ng体育 版权所有

粤ICP备14033456号