薛定谔的猫到底是什么逻辑?

遺落的旧时光


薛定谔的猫与平行世界有一定关系。

先简单了解什么是“薛定谔的猫”,它是一种量子力学应用在宏观世界的假象实验,实验是这样的的。

想象一只猫被放进一个密闭的箱子里,箱子里装有一个毒气瓶,依靠放射性物质的衰变控制瓶子的开关。理论上放射性物质有50%的几率发生衰变,也就是说猫有50%的几率生或死,它处于生和死的叠加态!

而当我们试图观测猫到底是死是活时,这种叠加态就立刻坍缩为“本征态”,我们的观测似乎影响到了猫的生死!

在微观世界,物质有不同的存在形成,也就是粒子和波,通常情况下,微观物质都是以波的叠加混沌状态存在,而一旦有观测行为,叠加混沌态就会成为实体粒子(本征态)!

“薛定谔的猫”这个思想实验在物理学界争辩了很久,针对这个思想实验有多种解释,其中一个就是平行宇宙的概念。

当我们观测猫所在的箱子时,整个世界分裂成了两个世界,这两个世界机几乎完全一样,不同之处在于:在一个世界放射性物质衰变了,在另一个世界没有衰变!猫在两个不同的世界(宇宙)独立演变下去!

当然,这个问题也可能上升到哲学层面,这就不是科学研究的范畴了!


宇宙探索


薛定谔的猫是一个量子力学的思想实验。

把一只猫放在一个黑箱子里面,再放一瓶毒药,毒药由一个放射源开关来控制,或者说毒药是否释放是一个量子力学过程。如果放射线出来了,那么毒药被打翻,猫就会被毒死,如果放射线没有出来,那么毒药就保留完好,猫依然活着。但是对于观测者来说,是在箱子外面的,而且不允许打开箱子看。问题来了:猫是死了,还是活着?

对这个问题的回答看似很拗口也很复杂,可以说:猫既可能活着也可能死了,猫既没有活着也没有死去,猫处于半死不活的状态…… 用物理的语言来说就是:猫有一半的可能性是死了,一半的可能性是活着。因为量子力学告诉我们,放射性衰变发生的概率是一半一半的,我们不知道射线有没有出来,可能性是一半。所以,猫死去或活着都有可能。

这就是量子力学对我们微观世界的描述,它只给出物体状态出现的概率,并不是给出确切的结论。用波函数来描述的粒子状态,其出现的概率是波函数的模方,也就是说我们描述微观粒子并不是直接描述其运动轨迹,这是和宏观的经典物理最大的不同。在薛定谔的猫的实验里,猫的状态描述就不是我们习惯接受的猫必须死了或必须活着的这种概念,要知道猫是死了还是活着,必须破坏这种状态,也就是对猫的状态进行观测——打开黑箱子。一旦状态被破坏,那么猫处于“一半活、一半死”的状态就会坍缩到其中一个状态,要么死,要么活,得到了一个我们熟悉的确定结果。

不管怎么说,薛定谔的猫的逻辑没毛病,问题的根源在于我们认识世界的方式改变了。


飞贼克斯和康德马特


是这样的。

起初,薛定谔设计一个思想实验,来反对最初量子力学刚刚诞生时的不完备,这个思想实验是这样子的:(只能在脑子里想象的实验是思想实验)

将一只猫放在一个密闭的不透明的箱子里面,箱子里面放置一个毒气瓶,毒气的是否释放决定着猫的生命,放射性原子的是否衰变决定着毒气的是否释放。

假设放射性原子有一半的几率会衰变:

放射性原子衰变了,被粒子计数器检测到,于是触发锤子开关,锤子掉落,把毒气瓶打破,毒气泄露,造成猫——死亡。

如果放射性原子没有衰变,那么猫就可以活下来了。

这个思想实验就说了,如果我们没有去打开箱子看,我们是不知道猫是死还是活,那么猫就是既死又活的叠加态,当人们打开箱子观测结果时,这种叠加态将瞬间坍缩为其中一种结果,即不是死的就是活的。

这种既死又活的状态违背着正常的逻辑,所以,用它来反对当时的量子力学。

当然了,这个思想实验并不能去真正的反对量子力学,因为量子力学是描述亚原子粒子及以下粒子的物理现象的,这个猫,它是宏观物体,所以,看起来,这个思想实验就有些耍无赖了。

和平行宇宙有什么关系呢?

这是后来人对于这个思想实验的解释:就是说,在没有观测之前,两个世界的猫“捆绑”在了一起,当人们决定进行观测时,两个处在捆绑中的世界瞬间独立开来,互不影响。

一个世界中,这个猫死了,在另一个世界中,这个猫是活的。也就是说,这个人由于他的主动观测,不小心的又创造出一个世界。

是不是感觉到非常的不可思议呢?

是的,我也是!


一枚游戏科幻迷


薛定谔的猫,是薛定谔为反驳以玻尔为代表的哥本哈根学派,对量子世界的物理现象,所做出的“哥本哈根解释”,而提出的思想实验。

因为,根据“不确定原理”,我们是无法同时得出量子的位置(粒子性)和动量(波动性)的。按照哥本哈根解释,量子世界的物质,既是一种波,也是一种粒子。究竟是波还是粒子,取决于我们的观察方式(意识),而不是粒子的本质。哥本哈根解释意味着,物理世界并不是确定性的,是无法准确测量的。这和经典物理,认为物理世界是是完全客观的,可测量的思想,完全冲突。


而以爱因斯坦和薛定谔为代表的科学家,则认为我们无法观察,并不代表量子就即是粒子也是波,只是它们的本质我们暂时还无法认识而已。物理世界是客观、确定的,是可测量的。

所以,按照哥本哈根学派的解释逻辑,薛定谔提出了“薛定谔的猫”这一思想实验,来证明哥本哈根解释是荒谬的,不和逻辑的。

“猫”实验的材料是:1.一颗半衰期为24小时的放射性原子。2.装在密闭容器里的剧毒气体。3.活猫一只。4.密闭的箱子。5激发和探测装置。


实验过程:把猫、放射性原子,和装有毒气的瓶子一起放在密闭的箱子里,同时利用相关设备探测放射性原子是否衰变,一旦衰变便打开装有毒气的瓶子,瓶子一旦打开,就会放出剧毒气体,猫咪瞬间中毒死掉!

半衰期为24小时的原子,也就是说它会在24小时内发生衰变,发出放射性射线。但是,它什么时候发生衰变,是完全无法预测的。衰变有可能是发生在实验开始的第一秒,也有可能发生在实验结束前的最后一秒。

所以,在这个24小时内,我们是无法知道猫是死还是活的。按照哥本哈根解释的逻辑,得出的结论就是:这只猫既是死的,也是活的。这显然与我们的生活经验是不相符的,猫要么死,要么活,不可能既是死的也是活着的。


有人说,为什么不打开箱子看看呢?因为,为了和观察量子世界的条件一致,我们是不能打开箱子的。量子世界无法准确观察,箱子也就不能打开。

这个思想实验,让哥本哈根学派很为难。因为,按照我们的经验,猫在这24小时内,有可能是死的,也有可能是活着的,但绝不可能“既是死的,也是活的”。一时间,物理学界冒出很多理论,来尝试弥合哥本哈根解释与“薛定谔的猫”之间的冲突。

而“平行世界”理论,是这些理论中,比较有影响力的一种理论。

它对“薛定谔的猫”的解释是:存在两个平行的世界,一个世界中猫是活的,而另外一个世界的猫是死的。而箱子里面的猫,就是这两个世界叠加在一起的结果。一旦我们打开箱子,如果猫死了,那说明另外一个世界的猫是活着的;同样,如果打开箱子,猫是死的,那么另外一个世界的猫则是活的。

其实,关于量子究竟是“粒子”还是“波”,两千多年前,我们的老子就已经明确的告诉过人们:“万物负阴而抱阳”,也就是说,万物都是阴与阳的结合体。都具有“粒子”和“波”的性质!


姜丁粽子


薛定谔的猫,就想起阳明心学那句“汝未看此花时,此花与汝同归于寂;汝来看此花时,则此花颜色一时明白起来,便知此花不在你的心外”,我们可以这样理解:没看那猫时,猫可能活可能死,去看那猫时,那猫必定是一种状态,非死即活。箱子里的猫,是一个类似混沌的状态,当去打破那只箱子是时,就从一个混沌状态变成一种我们确定的、客观的、独立的状态。(格物致知?)但其实我们去观察之时,猫是死是活这一状态已然确立,少的只是确认这一过程,但是之前呢?如果是生,那之后呢?会不会死什么时候死?所以是不是可以这样简单理解,去认识客观世界是一种主观的唯心主义驱动;客观世界不可怕,可怕的是不去探索;阳明心学说人人可以成圣,但其实不是人人都能成圣;佛说万事万物皆有佛性,但其实不是万物都能成佛(即便成佛成圣应该也是各具风格)。所以我们的天赋、努力都很重要,人生苦短,还要加点运气。都在说量子力学,其实量子力学能不能为人类社会所用也类似于那只猫,可能为我们所用,也可能不能为我们所用,努力打开那只箱子就是了。


同往却同归


首先这个问题我是没有看到最终的解决。

从科学的角度来说,他有特殊的意义,比如什么量子力学,确实存在中间态,通过概率来描述微观粒子的状态,但是从来没有人来考虑一个问题,微观和宏观表现形式为什么不一样?

牛顿力学的成立是基于爱因斯坦广义相对论的一个特定形式,也是因为我们观测速度远低于光速的一种状态。同时类同于直线可以看做半径为无限大的时候的极限状态。

那么说,牛顿力学从来没有离开过我们的用,我们机械制造,建筑,航天科学都是通过牛顿力学来计算校核。相对论创立100年了,我们从初中还是以牛顿经典力学来作为物理学基础学习。很少有人采用相对论来做机械设计,建筑设计的。

但是爱因斯坦很厉害,解释了更广阔的物理学原理,也开启了核能方面的研究。

最重要的是统一了高速和低速的物理学状态。

可是微观量子力学展现的概率反应却和现实的宏观规律差距如此之大,比如需要一个有效理论来得以统一。

不管怎么样,薛定谔的猫是反应了宏观世界与量子力学之间的矛盾,其实也已经宣告量子力学的失败,只是属于过渡阶段的理论,被推翻是迟早的事情。

而有的人说的平行宇宙之类的话,可以说无法证实。


奔驰的乐斗


薛定谔耍了个小滑头。把孤立微观系统的不确定性与普遍联系宏观系统的因果确定性偷偷划上等号。事实上只要加上毒药,这个触发装置的随机性就因普遍干涉而崩塌了。根本无法出现又死又生的那只猫。


笑嘻嘻吃酒


看了头条回答有种心累的感觉。

薛定谔的猫是薛定谔给哥本哈根学派出的一道难题,哥本哈根学派将量子的随机性与测不准原理归纳为微观尺度的特性,而薛定谔的猫把这种微观特性放大到了宏观尺度,爱因斯坦也有过类似想法,不过他用的是炸药,对于薛定谔的猫,哥本哈根学派提出的解释是在放置探测器时,波函数已经坍缩了,但是这种解释还是存在问题,至于什么平行世界,主流科学从来就没有认可过,大部分都是些网络媒体断章取义臆想出来的。

从目前认知来看,薛定谔的猫还无法得到合理解释,相信不久的以后,科学家对微观世界有更清晰的认识后,这只猫就不会死去活来了吧。


妖蛋105963421


猫作为众生的一员,它的主观性和观测性能够丹缩波函数。若说猫不能丹缩波函数,只有人的观察测量才能丹缩波函数是不合道理的。所以以封闭观察而建立量子波函数叠加态是不行的。薛定谔的黑箱只是普通黑箱,测量箱子中的情况有很多的方法。真正的黑箱必须隔绝一切的可观测性。包括外星人,神,佛,大本心觉。只有达到这样以上的不可观测性的黑箱才能改变黑箱中的存在,才能真正的形成量子叠加。能隔绝一切知性的黑箱就是王式黑箱。隔绝任何存在的可观察,可知觉性。这样放入其中的物质才能变成未知量子。调节黑箱的可探测度,再输入对应波函数,理论上能形成点石成金。


夜寻吴江


量子理论本事就是打破了固有逻辑。

薛定谔的猫所表达的是一件事物有没有可能存在两种必然的确定的状态---生死,之间的另一种状态,既是生也是死,或者,既不是生也不是死。

答案是存在的,而且还会有其他状态。

如果还不理解,可以看看双缝保龄球实验,这个更加直观。


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