薛定谔的猫
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薛定谔的猫
薛定谔的猫是著名的量子物理学概念之一,是由奥地利物理学家埃尔温·薛定谔(Erwin Schrödinger)在1935年提出的。
这个概念用于讨论量子力学的叠加原理和不确定性原理,并涉及到微观粒子的超位置状态。
薛定谔的猫概念的核心思想可以通过以下方式来解释:
1. 实验设想:薛定谔设想了一个实验,其中一只猫被放置在一个密封的箱子内,同时箱子内还包含一个放射性原子和一个检测器。
如果放射性原子发生衰变,检测器将会探测到,然后释放毒气,导致猫死亡。
如果放射性原子没有衰变,猫就会存活。
2.叠加原理:根据量子力学的叠加原理,微观粒子可以同时处于多种可能的状态。
在这个实验中,放射性原子的衰变状态也可以看作是一个叠加态,既衰变又不衰变。
3. 不确定性原理:根据不确定性原理,我们不能准确地知道微观粒子的状态,只能得出一种概率性的预测。
4. 薛定谔的猫状态:在这个实验中,猫的状态被描述为一个量子叠加态,即猫同时处于生和死的状态,直到箱子被打开并观察到猫的状态。
这种情况在经典物理学中是不可想象的,但在量子力学中是可能的。
薛定谔的猫实验设想强调了量子力学中的一些奇特特性,如叠加和不确定性。
它旨在阐明在微观尺度下,物质粒子的行为可能与我们在宏观尺度下观察到的世界有显著不同。
虽然这个概念通常被用来讨论微观世界,但它在哲学和科学上引发了深刻的思考,探讨了观察、测量和现实性的问题。
需要注意的是,薛定谔的猫是一个思维实验,实际上并没有在现实中进行。
2。
薛定谔的猫是什么定理?
薛定谔的猫不是指一个定律,而是薛定谔本人对于量子力学的解释所产生的疑问所设计的一个假想实验。
薛定谔的猫就是指将一只猫放在一个盒子里,盒子中有着带毒气且容易碎的小瓶子,那么在没打开盖子之前,这只猫有两只可能性各占据一半,指的是事情的确定性和不确定性。
“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加的著名思想实验,是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。
这个理论实验的内容是,把一只猫放进一个封闭的不透明盒子,在这个封闭的盒子里,薛定谔放进了一个放射性原子,一个可以检测原子衰变的装置,和一个毒气释放装置。
这个原子在一个小时内有几率发生衰变,如果发生衰变就会被检测装置所检测到,进而激活毒气释放装置,施放毒气杀死猫。
“薛定谔的猫”这个实验的目的,是要反驳哥本哈根学派,关于量子系统的叠加态会因由和外部世界的相互作用,或被外部世界测量时而变成一种固定态的理论,参照实验来说,即猫是在被外部世界所观察之后,它的生死才处于一种固定态。
但按照客观来说,这个猫,不管你外部观察与否,它的生死早就固定了。
这就反驳了哥本哈根学派对量子系统的叠加态的理论,到达了实验目的。
扩展资料:
薛定谔的猫在生活中可以比喻事情的确定性和不确定性,即事情的两面性和未知结果的叠加性。
例如我要去做某件事,可能成功也可能失败,在没有确定结果前,是
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既成功又失败的状态。
就像薛定谔的猫一样。
只要是涉及到不确定的事情,其实都是可以用薛定谔的猫来比喻的。
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薛定谔的猫是什么意思比喻什么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。
因为你倒流回去对宇宙做出了改变,那么宇宙才会改变。
你不倒流回去,宇宙就像这只猫一样,处于谁也不知道的什么状态。
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。
举个例子:掷硬币大家都玩过,如果只掷一次,结果是确定当中的不确定,说结果确定,是因为只有两种结果可选,要么正面、要么反面,说它不确定,相信大家都明白,就是某一次的掷硬币究竟是正还是反是不确定的,是各有百分之五十可能的,虽然这一次掷硬币一定是正或是反,但是从10次、100次、1000次来讲,这一次掷的结果是不重要的。
假如硬币反复被掷100次,第一次反、第二次正、第三次正、第四次正、第五次反……而观察者假如并不是从第一次时开始观察,而是观察了第3次和第4次,观察者会被表象迷惑,因为第三四次的结果让观察者认为掷硬币永远是确定的正面,但如果假设观察者观察了1亿次,实际上会得出结论,那就是掷硬币的结果是不确定的,结果并不以观察者从哪次开始观察而发生变化,你不观察时,它永远有两种可能的结果,用在量子力学领域也就说明电子在你不观察时会有多个可能移动到的地点。
总结一下:确定性当中存在不确定性、不确定性当中存在确定性,不要被观察所迷惑。
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。
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。
薛定谔的猫理论
薛定谔的猫理论(Schrödinger's Cat)是由瑞士物理学家薛定谔于1935年提出的一个著名的量子力学悖论,他在该理论中提出,一只在封闭的箱子里面既有活猫又有死猫的情况,而这种境况可以在量子力学理论中得到解释。
具体说来,薛定谔猫理论指的是一只猫放入一个封闭的箱子中,箱子中装有一把能够释放毒气的钮子,这把钮子的情况是受到一个原子的衰变的影响,即使原子衰变了,钮子也会释放毒气,而使猫死亡,如果原子没有衰变,钮子不会释放毒气,猫也不会死亡。
根据量子力学理论,当人们不去查看箱子里面的情况时,原子处于两种状态,即衰变和不衰变,因此,猫也处于两种状态,即死亡和存活。
这种两种状态同时存在的状态叫做“量子状态”,也就是说,只要猫没有被观察,它就可以同时处于活和死的两种状态中。
薛定谔的猫薛定谔的猫薛定谔的猫是著名的量子力学思想实验,由奥地利物理学家埃尔温·薛定谔在1935年提出。
这个思想实验通过描述一个在量子力学原理下的理想化情形,来阐述微观粒子的奇妙性质。
实验设想中,有一只猫被放置在一个封闭的箱子中,同时在这个箱子中有一种放射性物质,可能会在某个特定时间发生衰变。
如果发生衰变,一个探测器会被触发,导致释放一瓶毒气,最终导致猫的死亡;而若没有衰变发生,探测器则不会被触发,猫就会存活下来。
在量子力学的框架下,未触发探测器和触发探测器两种可能性是以概率的形式同时存在的。
这种量子叠加的状态描述了不确定性,即我们不能准确预测在实验发生之前猫的具体状态。
根据量子力学原理,量子态(wave function)的叠加性意味着观测者对系统的观测会导致量子态的坍缩,使得系统处于确定的状态。
因此,猫的死活状态在观测之前是未知的,观测之后才变为确定的状态。
这个实验引发了一个有趣的哲学问题,即量子力学的不确定性原理是否适用于宏观世界的物体,例如猫。
一般认为,宏观物体是否能够处于叠加态是不存在的,因为它们与环境有着强烈的相互作用,导致量子性质被抑制。
然而,薛定谔的猫实验并非直接在实践中进行。
它是一种思维实验,强调了量子力学原理的奇妙性质,并用生动形象的方式诠释了这些概念。
薛定谔的猫以其简洁而又深奥的思想实验成为了量子力学的经典案例之一。
它使得我们理解了量子力学的基本原理,以及对微观世界做出具体预测的限制。
在现代物理学中,量子力学的应用广泛而深入,成为了解释微观世界的最理想的理论框架之一。
然而,薛定谔的猫也引发了令人费解的问题。
例如,如果猫可能同时处于死亡和存活的状态,那么当我们打开箱子观察时,猫最终会处于哪种状态?观测者的意识是否对量子态的坍缩有影响?对于这些问题,学界还没有达成一致的共识。
尽管如此,薛定谔的猫实验仍然是一个重要的量子力学思想实验,它激发了人们对于量子世界本质的深刻思考。
薛定谔的猫薛定谔的猫是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫既是死的又是活的著名思想实验的名字,它描述了量子力学的真相:在量子系统中,一个原子或者光子可以同时以多种状态的组合形式存在,而这些不同的状态可能对应不同的甚至是矛盾的结果。
整个实验是这样进行的:在一个盒子里有一只猫,以及少量放射性物质。
在一小时内,大约有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫,剩下50%的概率是放射性物质不会衰变而猫将活下来。
基本信息•中文名:薛定谔的猫•英文名:Erwin Schrödinger's Cat•别称:薛定谔之猫•提出者:薛定谔•提出时间:1935•应用学科:量子物理学相关搜索薛定谔的猫比喻什么薛定谔的猫什么梗薛定谔的猫害死了好多人横滨玛丽概述正在加载薛定谔的猫“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫既是死的又是活的著名思想实验的名字,它描述了量子力学的真相。
“薛定谔猫”假设了这样一种情况:将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里,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,镭的衰变存在几率,放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死和活的叠加状态,这就是所谓“薛定谔猫”。
根据经典物理学,在盒子里必将发生这两个结果之一,而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。
但在量子力学的怪异世界里,猫到底是死是活都必须在盒子打开后,外部观测者“测量”具体情形才能知晓。
当盒子处于关闭状态,整个系统则一直保持不确定性的状态,猫既是死的也是活的。
这项实验旨在论证怪异的量子力学,当它从粒子扩大宏观物体,诸如猫,听起来非常荒谬。
薛定谔的猫本身是一个假设的概念,但随着技术的发展,人们在光子、原子、分子中实现了薛定谔猫态,甚至已经开始尝试用病毒来制备薛定谔猫态,就像刘慈欣《球状闪电》中变成量子态的人,人们已经越来越接近实现生命体的薛定谔猫。
薛定谔的猫的例子
摘要:
1.薛定谔的猫简介
2.薛定谔的猫的思考意义
3.薛定谔的猫与量子力学的关系
4.薛定谔的猫的现实应用
正文:
薛定谔的猫是一个著名的量子力学思想实验,由奥地利物理学家薛定谔在1935 年提出。
这个实验旨在解释量子力学中的超定态现象,以及探讨量子力学与经典物理学的差异。
下面我们就来详细了解一下薛定谔的猫的例子。
薛定谔的猫实验设想一个封闭的盒子,里面有一只猫、一瓶放射性物质、一个探测器和一个可以控制的装置。
当装置被打开时,放射性物质可能会发生衰变,导致探测器探测到放射性粒子,然后装置就会释放毒气杀死盒子里的猫。
根据量子力学的原理,放射性物质在未被探测前处于衰变与未衰变的叠加态,而探测器在未检测到放射性粒子前也处于触发与未触发的叠加态。
因此,在盒子未被打开之前,猫就处于一种既死又活的状态。
这个例子引发了一个有趣的思考:在量子力学中,物体可以处于不同状态的叠加,而在经典物理学中,物体只能处于一个确定的状态。
这种思想上的差异使得人们开始探讨量子力学与经典物理学的关系,以及如何将两者统一起来。
薛定谔的猫实验在现实中也有很多应用,例如量子计算、量子通信和量子
隐形传态等。
这些应用都是基于量子力学中的叠加态和纠缠态原理,它们使得量子信息处理速度更快、安全性更高、传输距离更远。
总的来说,薛定谔的猫是一个非常有趣且具有启发性的思想实验。
它不仅帮助我们理解了量子力学的原理,还为现实世界中的量子技术应用提供了理论基础。
薛定谔的猫的例子摘要:1.薛定谔的猫的来源2.薛定谔的猫的基本原理3.薛定谔的猫的实验设计4.薛定谔的猫对量子力学的意义5.薛定谔的猫在科学哲学中的影响正文:薛定谔的猫是由奥地利物理学家艾尔温·薛定谔在1935年提出的思维实验,用以描述量子力学中的量子叠加态及其与经典物理世界的关系。
该实验旨在说明量子力学的一些非直观概念,如叠加态和观察者的作用。
薛定谔的猫实验的基本原理是量子叠加态。
在量子力学中,一个物体在未被观察时,可以处于多个可能状态的叠加。
当观察者对物体进行测量时,物体的状态才会被确定。
薛定谔的猫实验将这一原理运用到了宏观世界,提出了一个看似荒谬的结论:一只猫在封闭的盒子里,与一个处于量子叠加态的放射性原子同处一个系统,当原子衰变时,猫就死;原子未衰变,猫就活。
在没有观测的情况下,猫的状态处于生与死的叠加态。
实验设计中,薛定谔将一只猫放入一个密封的盒子里,盒子里还有一个放射性原子、一个检测器和一瓶毒气。
如果原子衰变,检测器会检测到并引发一个装置,释放毒气,从而导致猫死亡。
然而,在量子力学中,原子衰变与否是一个概率事件,放射性原子处于衰变与未衰变的叠加态。
因此,在打开盒子观察之前,猫的状态既是生也是死。
薛定谔的猫对量子力学的意义在于,它揭示了量子力学中的一些基本概念如何挑战我们的直观。
实验强调了观察者在量子世界中的重要作用,以及量子态与经典物理态之间的巨大差异。
同时,这个实验也启发了科学家们探讨量子力学与经典物理的过渡,以及如何实现量子计算和量子通信等前沿技术。
在科学哲学中,薛定谔的猫实验引发了对科学观察、测量和实在性的深入讨论。
一些学者认为,观察者的作用使得量子力学中的“真实”变得模糊不清,而另一些学者则认为这恰恰体现了量子力学的精确性。
实验
根据量子力学,未进行观察时,这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态,猫处于“死-活叠加态”
介绍薛定谔1935年
量子力学是描述原子、电子等微观粒子的理论,它所揭示的微观规律与日常生活中看到的宏观规律很不一样。
疑惑
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。
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,薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置,通过“检测器-原子-毒药瓶”这条因果链,将铀原子的“衰变-未衰变叠加态”用猫的“死-活叠加态”放大,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佯谬。
佯谬
物理学中叫佯谬;在数学和逻辑学中叫悖论;实际上也就是哲学上的矛盾。
请注意!不是发现而是决定引出测量
测量:世界上的万物,无论是粒子,光,或者是力,其实都是不确定的。
没有哪一个粒子能在特定的时间正好处在特定的位置,没有那一道光仅仅在这里,同时不再其他地方,甚至真空或者说绝对的空虚也存在着许许多多的微粒和波。
一旦进行测量,这种奇特的、位置的、既模糊又不确定的世界,顿时就会准便为我们习以为常的、确定的可知世界。
当人们在使用测量仪器的一瞬间,显示就会变得能够得到精确地描述。
观察或测量都与人的主观有关,而人在箱外,所以必须打开箱子才能决定猫的死活。
谁都知道箱中猫的死活是由铀的衰变决定的——衰变前猫是活的,衰变后猫就死了,这与是否有人打开箱子进行观察毫不相干。
所以问题出在观测的主观性上。
微观的观测与宏观的观测有所不同。
宏观的观测对被观测对象没有什么影响。
俗话说:“看一眼总行吧。
”意思是对所看之物并无影响,用不着担心。
微观的观测对被观测对象有影响,会引起变化。
以观测电子为例,要用光照才能看见,光的最小单位光子的能量虽小但不是零,光子照到被观测的电子上,对电子的影响很大。
所以,在微观世界中看一眼也会惹祸!
爱因斯坦1950 写信
劳厄指的是物理学者马克斯·冯·劳厄,发现x射线在晶体中的衍射。
注意到在薛定谔的思想实验里,并没有提到火药。
他是使用盖革计数器为放大器,使用氰化氢来代替火药。
在爱因斯坦15年前给出的原本建议里,提到了火药。
爱因斯坦相对论外祖母悖论
爱因斯坦的相对论大家都知道的,爱因斯坦提出了相对论,同时也带来了外祖母悖论这个让人抓狂的悖论。
这个问题很明显,如果没有你的外祖母就没有你的母亲,如果没有你的母亲也就没有你,如果没有你,你怎么“返回过去”,并且在其外祖母怀他母亲之前就杀死了自己的外祖母。
对于这个问题,爱因斯坦并未给出回答,包括鼓吹时间旅行可行的时间大师霍金也未能
找出令人信服的解释。
后来提出如果能到过去去旅行,你就有两种选择,一种是你能够干预历史,一种是你不能干预历史,霍金倾向于认为不能干预历史。
为什么不能干预历史呢,霍金没办法给出理由,
他只是认为物理定律一定会阻碍你干预历史,你想干预也做不到。
薛定谔的猫这一试验,倒不是专门为了解释外祖母悖论的,而是量子物理学发展到一定阶段的结果,只是恰巧给了外祖母悖论一个比较靠谱的解释。
平行宇宙之说
“外祖母悖论”就有了合理的解释:
举例
这一理论中,世界不是只有一个,而是有许多平行的世界存在,按照如今的历史过程:罗马帝国时代、大英帝国时代、工业时代、第一次世界大战、第二次世界大战、电脑网络……如果将整个工业时代去掉,那至此以后的历史轨迹将会得到巨大的改变,或者两次世界大战都不会出现,又或者世界大战将会在我们的另外一个平行的世界里存在,也就是说另外一个世界如今的我们可能正在遭受着战争的阴影。
我在家中何处是不确定的,你看我一眼,我就突然现身于某处——客厅、餐厅、厨房、书房或卧室都有可能,而在你看我之前,我像云雾般隐身在家中,穿墙透壁到处游荡。
微观粒子。