小议薛定谔的猫
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解析世界⼗⼤著名悖论之⼋:薛定谔的猫薛定锷的猫是量⼦⼒学领域的⼀个著名悖论:⼀只猫、⼀些放射性元素和⼀瓶毒⽓⼀起被封闭在⼀个盒⼦⾥。
在⼀个⼩时内,放射性元素衰变的⼏率为50%。
如果衰变,那么⼀个连接在盖⾰计数器上的锤⼦就会被触发,并打碎瓶⼦,释放毒⽓杀死猫。
因为这件事会否发⽣的概率相等,薛定锷认为在盒⼦被打开前,盒⼦中的猫被认为是既死⼜活的。
我们⼀般会认为,在没有⼈观察的时候,薛定谔的箱⼦⾥的粒⼦要么衰变了,要么没有衰变,⼆者必居其⼀。
但是这不符合量⼦⼒学的要求。
如果⼆者必居其⼀,量⼦⼒学就⽆法解释双缝⼲涉实验,⽆法解释粒⼦的波粒⼆相性。
量⼦⼒学认为箱⼦⾥的粒⼦处于“衰变”和“没有衰变”这两种状态的“叠加状态”。
我们⽆法理解量⼦⼒学意味着它不能满⾜逻辑统⼀性标准。
好在这个标准不是真理的根本标准,⽽是⼀个替代标准。
真理的根本标准是实⽤,理论的作⽤是提⾼⼈的实践能⼒,当量⼦⼒学的公式能够帮⼈解决实际问题的时候,我们就可以认为它是真的。
真理的替代标准包括预见性标准、简单性标准、稳定性标准和逻辑统⼀标准。
量⼦⼒学能够准确预⾔很多实验结果说明它满⾜预见性标准,能⽤简单的公式表⽰说明它满⾜简单性标准,能长期经受实践考验说明它满⾜稳定性标准。
所以在五个真理标准中,量⼦⼒学满⾜四个,只有⼀个不满⾜,⽽且我们找不到⽐量⼦⼒学更好的理论。
所以不管我们理解不理解,我们都不得不接受量⼦⼒学,⽆法理解的问题只能⽤其他⽅法解决。
在科学的历史上,除了量⼦⼒学之外还有很多理论曾经⽆法让⼈理解,多数后来都理解了。
⽆法理解就是⽭盾的对⽴状态,理解了就是⽭盾的统⼀,⽭盾的统⼀都是通过某些具体途径实现的。
什么是⽭盾统⼀的具体途径呢?例如,⼗字路⼝东西⾛的时候,南北就不能⾛,这是⼀对⽭盾,不能统⼀,不能东西南北同时⾛。
但如果修个⽴交桥这对⽭盾就统⼀了,⽴交桥就是实现⽭盾统⼀的具体途径。
过去⼈们没见过⽴交桥,所以你对他说东西南北可以同时⾛,他就会认为不可能。
薛定谔的猫人生哲理薛定谔的猫是一个著名的哲学思想实验,它用来说明量子力学观察问题的复杂性和不确定性。
这个实验包括把一只猫放在一个封闭的盒子里,里面还放着一个放射性物质和一个探测器。
根据量子力学的规律,当我们不去观察这个系统时,猫既死又活,但当我们去观察时,猫就必须是死或活的一种状态。
这个实验揭示了人类认知的局限性,即我们所看到的世界不一定是真实的。
它还告诉我们,观察和观察者之间的交互是必要的,而我们的选择和意识会影响到我们所看到的现实。
从薛定谔的猫这个实验中,我们可以得出很多与人生相关的哲学思考。
以下是针对这个实验的人生哲理:1. 一切皆有可能像薛定谔的猫一样,现实世界中的很多事情都是需要观察才能确认的。
在我们做出观察和决定之前,一切皆有可能,可能的结果有好有坏,有生有死。
因此,在我们做出决定之前要仔细思考和评估,避免因冲动而做出有害的决定。
2. 观察会影响到结果根据量子力学的规律,观察会影响到结果。
在人生中,我们也会发现我们的选择和意识会影响到我们所看到的现实和生活结果。
因此,我们需要认真思考我们的选择,尽可能做出正确的决定,并尽可能做出积极的选择。
3. 不要害怕未知像薛定谔的猫一样,未知往往是恐惧和不安的源头。
然而,在生活中,我们必须学会面对和接受未知,因为未知是不可避免的一部分。
相反,我们应该积极地面对未知,探索和发现可能性,从而发现新的机遇和可能性。
4. 坚持自己的信仰在薛定谔的猫实验中,猫的状态取决于量子力学的规则,而这个规则与我们普通人的认知相悖,但是科学家们仍然相信量子力学的可靠性,并坚定地支持这个理论。
在生活中,我们要坚持自己的信仰,有时候要深入了解我们所面对的问题,不断学习和探索,直到找到自己坚定的信仰。
5. 生命是宝贵的实验中的猫可能既死又活。
然而,在生活中,生命只有一次,我们必须珍惜和保护它。
即使我们不知道未来的结果,也不应该轻率地将自己置于危险或其他威胁生命的情况中。
相反,我们应该认真对待生命,争取自己的价值和幸福生活。
你可看过《魔法禁书⽬录》?还记得这样⼀幅场景:“是你捡的猫,起个名字吧?”“叫薛定谔吧。
”“这对猫来说是禁祭吧!”为什么说把猫叫做薛定谔是禁祭呢?原来是这个薛定谔搞的⿁,这个⼩⼦拿猫来做实验,这实验内容⼤致如下∶⼀只猫被封在⼀个密室⾥,密室⾥有⾷物有毒药。
毒药瓶上有⼀个锤⼦,锤⼦由⼀个电⼦开关控制,电⼦开关由放射性原⼦控制。
如果原⼦核衰变,则放出阿尔法粒⼦,触动电⼦开关,锤⼦落下,砸碎毒药瓶,释放出⾥⾯的氰化物⽓体,猫必死⽆疑。
原⼦核的衰变是随机事件,物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变⼀半所需要的时间。
如果⼀种放射性元素的半衰期是⼀天,则过⼀天,该元素就少了⼀半,再过⼀天,就少了剩下的⼀半。
但是,物理学家却⽆法知道,它在什么时候衰变,上午,还是下午。
当然,物理学家知道它在上午或下午衰变的⼏率——也就是猫在上午或者下午死亡的⼏率。
你说这⼩⼦也真是的,不是有《动物保护法》,不能因为⾃⼰是科学家就违反了吧?我们现在赶紧去看看猫怎么样了。
当我们上午去的时候,这只猫有可能死了,也有可能活着,如果你打开来看,你就能决定薛定谔是否违反了《动物保护法》,当我们下午去的时候,情况也是这样,所以说薛定谔处于半违法情况,即⼀半是违法⼀半不违法,⽽决定他是否违法的是你打开的瞬间。
同样的,猫也是这样,箱中之猫处于“死-活叠加态”——既死了⼜活着!这对猫来说也真够可怜,不死不活。
关于这只猫的价值,有以下⼏种,⾸先这只猫有两种情况,⼀是⽣,⼆是死。
即两种结果,两种结果都有可能发⽣,有⼀种结果会呈现在我们⽣活中,即与我们⽣活的平⾏空间相交,⽽另⼀种则与我们的空间平⾏以致我们没有观察出来,给平⾏世界提供了证据,另⼀种情况则是我们影响了这只猫,关于微观世界的测量即是如此,你去测量⼀个分⼦,你就会改变这个分⼦的属性,⽽在现实⽣活中去测量⿊板的长,⽽⿊板不可能变长或变短。
这只猫的实验价值也就到此为⽌了,它在这个世界是死是活都不重要了,因为它也许在另⼀个世界还活着。
薛定谔的猫有什么现实意义?薛定谔的猫一定的科学界最有名的科普故事。
这只猫可以说是让“量子力学”名声大噪、家喻户晓的第一功臣。
薛定谔的猫是什么?“薛定谔的猫”是由奥地利著名物理学家薛定谔提出的一个著名思想实验,描述了如何将一只活泼可爱的猫变成“生死叠加”状态。
下面是具体的操作步骤:将一只可爱猫咪装进一个有量子系统机关的毒气瓶的盒子里,然后密封至不可见。
毒气瓶的开关由一个24小时半衰期的放射性原子控制。
在这24小时内,如果原子衰变了,放出α粒子就会触动开关,毒气瓶将被一个铁锤砸碎,那猫就必死无疑;但如果原子没有衰变,毒气瓶完好如初,猫也就不会死去。
由于原子具体何时衰变我们无法确定,那这段时间内盒子里的猫有可能还活着,也可能已经死了,但只有我们打开盒子才能确定猫的生死。
这就好比量子力学对“量子”不可测的描述,当我们没有观察时,量子可以处于一种矛盾的“叠加态”,而当我进行观察时量子从“叠加态”坍缩为唯一确定的经典态。
这种情况下,以哥本哈根学派的解释,可以认为盒子里这只猫正处在一种“生死叠加”状态,也就是即生即死的状态。
为什么要做这个实验?1926年,薛定谔凭借其深厚的微积分功底,推导出了“薛定谔方程”,并成功运用它解释了氢原子结构,但作为数学大牛的薛定谔却无法解释薛定谔方程中波函数的物理意义。
我们知道,数学公式与物理公式最核心的区别就在于是否具有物理意义,如果没有具体的物理意义就称不上一个完整的理论。
而后来德国物理学家马克思·玻恩给薛定谔方程做出了一个让人能够理解的诠释:波函数描述的是一种概率波,只能计算在某个位置找到某个粒子的概率,观察测量只能预测某一结果的概率,却不能预测一定会得到什么结果。
玻恩的诠释是一种概率诠释,凭借这个诠释,玻恩获得了1954年诺贝尔物理学奖。
本来薛定谔应该感谢玻恩,奈何薛定谔是支持爱因斯坦的“决定论派”,而玻恩的概率诠释属于“概率论派”并成为了著名的“哥本哈根解释”,这让薛定谔很愤懑。
薛定谔的猫是什么意思比喻什么薛定谔的猫通俗解释[闽南网]薛定谔的猫这句话真的是比较火的,但是还是有很多的人不太清楚这到底是个啥意思,来看看薛定谔的猫比喻什么?薛定谔的猫比喻什么:薛定谔的猫,比喻一件事如果你不去做,它就可能有两个结果,而一旦你去做了,最后结果就只能有一个,你的参与也直接干预了结果。
比如你有个老婆,你不确定她爱不爱你,这个时候在你的思维中只会有两个结果,爱或不爱,你不问,这两个结果永远存在,科学上把这个称作《既爱又不爱》,这个也就是对应薛定谔的猫里的,既死又活的状态吧。
只有你问了,才会有结果,但是一旦你问你老婆,这个结果就会被决定。
而这个结果是由于你提出了问题所导致的,也就是你的提问直接干预了结果。
薛定谔的猫,原本是一个关于一个理想状态下的量子理论的实验,假象把一只猫放进一个密闭且不透明的盒子里,盒子里有一个毒瓶,毒瓶与一个放射性原子核组成一个理想装置,假定该原子核一小时内有50%的可能发生衰变,并且该原子核衰变时会触发装置打开毒瓶,那么在你不打开盒子的情况下你就不会知道猫是活着还是死了。
薛定谔说:按照量子力学的解释,箱中之猫处于“死-活叠加态”——既死了又活着。
要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。
即原子核处于衰变与不衰变的叠加状态,那么猫就处于死于活的叠加状态。
这使量子力学的微观不确定性变为宏观不确定性,微观的混沌变为宏观的荒谬——猫要么死了,要么活着,两者必居其一,不可能同时既死又活。
薛定谔的猫是什么意思通俗解释:薛定谔提出的一个理想实验。
把猫放在一个箱子里。
你打开箱子的时候会随机的触发一个让猫死亡的机关。
所以观测者的行为会影响观测的结果。
一个东西你不去管它,它就在那里。
你要是想去研究它,那么研究结果就会受到你自身的影响。
爱因斯坦有个祖母悖论,就是如果时间能倒流,一个人打死了自己的祖母,所以发展下去肯定就没有这个人的出生了,进入了另外一个宇宙,这就叫平行宇宙。
这样的话会有无穷多个宇宙吗?其实不是的。
薛定谔的猫最精辟的解释
薛定谔的猫是薛定谔提出的一个思想实验,用来探讨微观粒子在量子力学中的叠加态和测量问题。
在这个实验中,一个猫被置于一个封闭的箱子内,箱子中放置有一个放射性物质,这个物质的崩解有一半的几率会导致释放一种毒气,另一半的几率则不会。
根据量子力学的原理,放射性物质的崩解状态会处于叠加态,即同时处于衰变和未衰变的状态。
根据传统的经典物理学观点,猫要么活着,要么死去,不存在两种状态的叠加。
然而,根据量子力学的描述,猫的状态与放射性物质的状态是纠缠在一起的,当未进行观测和测量的时候,猫同时处于活着和死亡的叠加态。
只有当观测者打开箱子并进行测量后,猫的状态才会坍缩成活着或死亡的其中一种状态。
薛定谔的猫这个思想实验揭示了量子力学的一种非直观的现象,即微观粒子在未被观测时可以处于叠加态,并且观测的过程本身会导致量子态的坍缩。
这在经典物理学中是不可思议的,但在量子力学中是一种被广泛接受的现象。
薛定谔的猫引发了人们对量子力学基本原理和测量过程的深入思考和研究。
解读“薛定谔的猫”,它是整个物理学界的“灾难”1、什么是薛定谔的猫?薛定谔的猫是物理学家薛定谔提出的一个思想实验,是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。
镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。
根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。
这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。
但是是不可能存在即死又活的猫,则必须在打开箱子后才知道结果。
该实验试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来,以此求证观测介入时量子的存在形式。
2、“薛定谔的猫”背后的量子物理困局“薛定谔的猫”的物理学背景在于,一个粒子的态在被观测前具有多种可能态,用物理的语言来讲就是多个波函数的叠加。
但是在观测之后,发现这个粒子其实处于叠加的多个波函数中的某一个。
这样的实验事实令人费解:为什么粒子的态可以同时处于这个态,又处于那个态?而在观测之后,又固定在一个态上面了?为什么粒子的行为取决于我是否观测它?“薛定谔的猫”这个思想实验通俗易懂,描述了微观领域中,粒子违反逻辑的行为。
3、哥本哈根诠释和“上帝不掷骰子”以波尔为首的哥本哈根学派认为,测量的动作造成了波函数坍缩,原本的量子态服从一定的概率分布,最终坍缩成某一个可以存在的量子态。
但是爱因斯坦觉得,这种解释就像是上帝在掷骰子选数字一样,根本不靠谱。
哥本哈根诠释提出来的时候,被广泛反对,这不符合客观规律。
哥本哈根诠释提出了不确定性原理。
不确定原理意味着,一个东西在不在某个地方(处于某个态)是不确定的。
这完全令人匪夷所思,但是又是实验事实。
观测者对于被观测物的观测行为存在扰动,换句话说,我们看这个世界,这个世界就存在。
不看的话,谁也不知道这个世界是什么样。
量子世界的本质就是概率。
传统观念中的严格因果关系在量子世界是不存在的,必须以一种统计性的解释来取而代之。
薛定谔的猫的理解
比喻一件事如果你不去做,它就可能有两个结果,而一旦你去做了,最后结果就只能有一个,你的参与也直接干预了结果。
薛定谔的猫是为了证明:微观世界和宏观世界一样,是永恒的,不存在你从哪一次开始观察,也就是不存在所谓时间点。
这是奥地利物理学家薛定谔所做的一项实验,实验的主要内容是将一只猫关在含有少量镭和氢化物等放射性元素的密闭容器内,随着实验的推进,会有一半的放射性元素发生衰变,演变成一种能够杀害猫的毒气,另外一半放射性元素则不会衰变,不会对猫的生命产生任何威胁,这是一次将微观方面的量子行为拓展到宏观方面的阐述。
我们没有办法预测放射性元素发生衰变的时间,也就不知道上面时候会对猫产生伤害,也就不知道猫死了还是活着。
按照量子力学的观点,因为无法预测放射性元素发生衰变的具体时间段,那么这只猫就处于可死可活的叠加状态。
如果我们没有打开箱子对这只猫进行观察,那么它就永远处于理论中可死可活的叠加状态。
由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。
这项实验点的目的是论证量子力学对微观粒子世界超乎常理的认识和理解。
随着量子物理学的发展,薛定谔的猫还延伸出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。
对薛定谔的猫的理解
薛定谔的猫是一个著名的思想实验,旨在探讨量子力学的非经典性质。
这个实验由奥地利物理学家埃尔温·薛定谔在1935年提出,但该想法起源于阿尔伯特·爱因斯坦。
薛定谔的猫是一个封闭的量子系统,其中包括一只猫、一瓶毒药和一个装有少量镭和氰化物的密闭容器。
镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。
根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。
这个思想实验引发了大量的讨论和争议,因为它似乎违反了经典物理学的常识。
在经典物理学中,一个封闭系统的状态是确定的,而薛定谔的猫似乎表明一个系统的状态可以是概率性的,即既可能发生也可能不发生。
然而,随着量子物理学的发展,人们开始理解薛定谔的猫所揭示的量子叠加原理。
这意味着,在量子力学中,一个系统的状态是由其所有可能的状态组合而成的,直到进行测量才会塌缩到一个确定的状态。
因此,薛定谔的猫既不是经典的也不是概率性的,而是量子叠加的。
这个思想实验在物理学中产生了深远的影响,并被广泛用于探讨量子力学的非经典性质。
它也启发了许多实验,用于研究量子力学的基本原理和实际应用。
薛定谔的猫书籍读后感首先得说,薛定谔这个人可真够“坏”的,他弄出这么个关于猫的思想实验,简直是把我的认知搅得一团乱麻。
你想啊,一只猫被关在一个盒子里,盒子里有个装置,有可能释放出毒气把猫毒死,但是在打开盒子之前,这猫竟然是处于既死又活的状态?这就像你告诉我,你的朋友既在家又不在家,这不是矛盾得让人抓狂吗?这也正是这本书的魅力所在。
它让我明白,在微观的量子世界里,那些规则和我们日常生活里所熟悉的逻辑完全不一样。
我们平常觉得非黑即白、非此即彼的事情,在量子的世界里居然可以是叠加的状态。
这就好比我们一直以为世界是一个规规矩矩按照我们理解的方式运转的大机器,结果量子世界就像是这个大机器里一个隐藏的小天地,里面充满了各种稀奇古怪的玩意儿。
书里把那些复杂的量子理论讲得还算通俗易懂,至少让我这个以前对量子力学一窍不通的人有了一些模糊的概念。
像什么量子叠加态、波函数坍缩这些概念,虽然我不敢说自己完全理解透彻了,但至少不再是看到这些词就两眼一抹黑。
我感觉自己像是在探索一个神秘的迷宫,虽然还没找到出口,但已经开始逐渐摸清一些墙壁和通道的规律了。
而且这只倒霉又神奇的猫也让我开始思考关于观测和现实的关系。
在没有观测之前,一切都是充满可能性的,一旦观测,就确定了一种结果。
这是不是也有点像我们的生活呢?有时候我们没去深入了解一个人或者一件事的时候,这个人或者事在我们心中就有无限的可能,但当我们真正去接触、去观察的时候,就只有一种情况被我们所感知到了。
当然啦,这可能只是我过度联想,但这种思考的乐趣真的很让人着迷。
这本书还让我对科学家们的脑洞大为惊叹。
他们怎么就能想出这么奇特的理论和实验呢?我想这可能就是科学的魅力吧,永远不满足于现有的认知,总是要在未知的领域里去挖掘那些让人意想不到的东西。
就像薛定谔一样,用一只猫把全世界都给“忽悠”得开始对量子力学着迷,也让我这样的普通人对那个微观又神秘的世界充满了好奇和敬畏。
这是一本能让你脑袋转个不停的书,读完之后就感觉自己仿佛窥探到了世界背后隐藏着的一个超级神秘的小秘密。
1110700058 尹璐
小议薛定谔的猫
——《上帝掷骰子吗》《寻找薛定谔的猫》读书笔记关键词:薛定谔的猫波函数坍塌平行宇宙说量子效应波函数态叠加原理
《上帝掷骰子吗》的解释
“好,哥本哈根派说,没有测量之前,一个粒子的状态模糊不清,处于各种可能性的混合叠加,是吧?比如一个放射性原子,它何时衰变是完全概率性的。
只要没有观察,它便处于衰变/不衰变的叠加状态中,只有确实地测量了,它才随机选择一种状态而出现。
好得很,那么让我们把这个原子放在一个不透明的箱子中让它保持这种叠加状态。
现在薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置,每当原子衰变而放出一个中子,它就激发一连串连锁反应,最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶,而同时在箱子里的还有一只可怜的猫。
事情很明显:如果原子衰变了,那么毒气瓶就被打破,猫就被毒死。
要是原子没有衰变,那么猫就好好地活着。
自然的推论:当它们都被锁在箱子里时,因为我们没有观察,所以那个原子处在衰变/不衰变的叠加状态。
因为原子的状态不确定,所以猫的状态也不确定,只有当我们打开箱子察看,事情才最终定论:要么猫四脚朝天躺在箱子里死掉了,要么它活蹦乱跳地“喵呜”直叫。
问题是,当我们没有打开箱子之前,这只猫处在什么状态?似乎唯一的可能就是,它和我们的原子一样处在叠加态,这只猫当时陷于一种死/活的混合。
现在就不光光是原子是否幽灵的问题了,现在猫也变成了幽灵。
一只猫同时又是死的又是活的?它处在不死不活的叠加态?这未免和常识太过冲突,同时在生物学角度来讲也是奇谈怪论。
如果打开箱子出来一只活猫,那么要是它能说话,它会不会描述那种死/活叠加的奇异感受?恐怕不太可能。
”
《寻找薛定谔的猫》的解释
“在量子力学世界中,日常所见的熟悉的物理定律不再成立。
取而代之的是,事件发生由几率决定。
例如具有辐射性的原子可能衰变放出电子,也可能不。
可以这样设计一个实验:具有辐射能力的物质具有的机会在某一特定时间内发生衰变。
如果其衰变,就会被探测器记录下来。
薛定谔也像爱因斯坦那样,被量子力学结果弄得心神不安,尝试着用一个假想的实验来检验理论隐含的晦涩之外。
设想在一个封闭的房子中或匣子里,有一只活猫及一瓶毒药。
当衰变发生时,药瓶被打破,猫将被毒死。
在现实世界中,猫有不用看匣子,我们就会乐观地说,猫可能死了也可能还活着。
但是我们遇到量子力学的奇异之处了。
这理论说,这两种机会取决于辐射物质,因而对猫来说除非被观察到否则就没有真实性。
原子可能衰变,也可能不;猫可能死,也可能活,除非我们向匣子中看,发生了什么。
坚持量子力学直接解释的理论学者认为存在一个中间态,猫既不死也不活,直到进行观察看看发生了什么。
除非进行观测,否则一切都不是真实的。
这个观点对爱因斯坦和其他科学家来说无非是麻醉剂。
”
我的理解
埃尔文-薛定谔是物理学家,理论生物学家,同样也可能是“爱狗不爱猫”派。
19世纪末20世纪初,科学家们创立了量子力学,认为一些粒子非常微小,以至于不可能在不影
响的前提下测量。
理论说明,在你测量粒子之前,粒子处于叠加状态中,同一时刻可能呈现不同的状态。
为了进一步说明,薛定谔假设了那只猫。
同时因为粒子可能同时处于两种状态,即可能衰变也可能不衰变,同时猫也应该具有两种状态,既是死的,又是活的。
直到有人开始观察盒子里。
现实中,猫是不可能处于叠加状态的。
我认为这事要是因为原子的状态要用波函数来描述,这是由于原子的尺度极小不得不考虑量子效应导致的。
波函数是一个关于时间和空间坐标的复函数,其物理意义是函数值模的平方代表该时、该地粒子出现的概率大小。
注意是平方代表概率密度,而函数本身(可能不是实数)是没有物理意义的。
要描述原子在某时某刻的状态,由于不确定性,只能通过概率来描述,但要注意:不同状态的叠加并不是简单的概率叠加,而是波函数的叠加。
这是由于薛定谔方程本身是线性微分方程决定的,把波函数平方以后,方程不再是线性的,就是说具有具体意义的概率密度是不可以叠加的。
这也是一个电子也会显现出干涉的原因。
在没打开箱子之前,原子的状态要用波函数来描述,原子处于叠加态的实质是波函数依概率的加权叠加,此时原子的状态是不确定的。
因此可以说猫的死/活的混合状态是由于死与活两种状态出现干涉导致的。
猫就像是一个粒子,死或者活两个状态表示该粒子的两种本征态,由于两种态都是有一定几率出现的,我们在测量前只能估算这个几率的大小,就和不能估测猫的生死一样。
然后只要进行测量,就像是打开盒子,就可以确定粒子的状态(看见猫的生死),这里就伴随了波函数的坍塌,因此量子力学物理量实际上只有测量的时候才能真正确定体系的状态,测量之前只能得到几率的分布情况。
但是,如果假定有两个平行着的世界,一个世界猫可以活,一个世界猫是死去了的。
那么态叠加原理就很好理解了。
就好像原子轨道的杂化一样,如SP3杂化,就是S轨道和3个P轨道的杂化产物。
可以把SP3类比于猫的死/活混合态,而杂化前的S轨道和3个P轨道理解成平行世界死去的猫和另一个世界活着的猫。
总之,量子力学挑战着我们对现实的整体认知,这就是薛定谔本人为什么不喜欢它以及为那只可怜的猫而感到抱歉的原因。
【参考书目】
[1]《上帝掷骰子吗——量子物理史话》曹天元(Capo) 著辽宁教育出版社
[2]《寻找薛定谔的猫——量子物理和真实性》【英】约翰·格里宾海南出版社。