而原子的衰变控制毒药释放与不释放,毒药的状态又决定了猫的生死,那么猫本身,必然处于量子叠加态 。这种叠加态会出现一个很大的误区,很多人认为打开盒子之前猫处于两种状态的叠加,这种叠加的状态是50%死 50%活 。什么是“薛定谔的猫”?为什么那只猫即是死的又是活的?{!--PGC_VIDEO:{"status":0,"thumb_fingerprint":7807236443765940197,"thumb_height":360,"thumb_neardup_id":7208936232791236503,"vid":"d0a9631cab5f4d72b252644dbfea1b30 。
薛定谔那个既死又活的猫怎么理解?
什么是“薛定谔的猫”?为什么那只猫即是死的又是活的?{!-- PGC_VIDEO:{"status": 0, "thumb_fingerprint": 7807236443765940197, "thumb_height": 360, "thumb_neardup_id": 7208936232791236503, "vid": "d0a9631cab5f4d72b252644dbfea1b30 。
“薛定谔的猫”究竟是一个正确的概念还是荒谬的概念?
薛定谔的猫来源于量子的不确定性 。在盒子中,如果放射性原子衰变,猫就会死,如果没有衰变,猫就会活下来 。这只猫给科幻作者提供了素材,也把量子力学蒙上了一层神秘的阴影 。今天我们就来揭开它的面纱,聊聊猫背后的真相是什么 。双缝干涉图:电子和光子都同时具备波和粒子的性质 。当每次像双缝发射一个电子,数量累积足够多了,屏幕上就会出现干涉条纹 。
薛定谔的猫源于双缝干涉实验:向两个细细的、间隔很近的缝隙发射一些光线,然后会观察到另一边屏幕上呈现出的干涉条纹,即分别穿过两个缝隙的光波发生了相互作用,产生了干扰 。如果发射的是大量的粒子也会出现明亮相间的干涉条纹 。光具有波粒二象性,因此光同时也是由光子构成的,当我们往双缝发射一个光子时,光粒子(光量子)作为独立的一个粒子只能从两条缝中的其中一条穿过,但是当科学家只发送一个光子,仍然会得到干涉图案 。
这让科学家就懵圈了,干涉的情况,最起码需要两个粒子通过不同的缝隙发生干涉,那么单个的粒子是如何完成干涉的?基于这样的实验结果我们只能得出一个粒子,同时穿过了细缝A和细缝B,就如同它在选择细缝前出现了一个分身进入了另外一个细缝 。图:进行观测,屏幕上不会出现干涉图案 。电子(或光子)表现出的不是波的性质,而是经典粒子的性质 。
想要搞清楚这件事也很简单,看看、观测观测就知道了,然而情况并没有那么简单,当科学家对粒子的运动轨迹进行监测的时候,发现当发射出一个粒子时,粒子“乖乖“的选择了一条细缝通过,并且在屏幕上留下了一个亮点,干涉消失了 。这个实验说明了我们如果不去观察粒子,那么粒子通过细缝A的概率是100%,通过细缝B的概率也是100% 。
当我们进行观察时,如果细缝为两个,那么粒子通过任何一个细缝的概率是50% 。同时也意味着观测会改变结果,那么在什么条件下观察会改变结果?观察对量子产生了什么影响?会发生影响的“观察者”是否有对象限制?人?还是无机物、非生命也会造成影响?在“掩模”双缝实验中,狭缝P1打开,狭缝P2打开,或者两个狭缝都打开时,所呈现得结果不同 。
薛定谔的猫薛定谔提出猫的思维实验把双缝实验“过渡”到宏观层面:建立了一个封闭的盒子,盒子里面有个量子系统,即放射性原子,当原子衰变时,量子系统就会释放毒气,盒子里有一只猫,会被毒死,在一个半衰期之后,猫是死是活?这就是薛定谔的猫思想实验 。打开盒子等同于双缝实验中的观察,1.你会发现放射性原子衰变,猫死了 。
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