講給小學生的科學故事:薛定諤的貓


講給小學生的科學故事:薛定諤的貓


看到這個題目,我們會想到兩個問題,一個關於貓,這是一隻什麼樣的貓,它怎麼了,一個關於人,薛定諤是誰,他是養貓人嗎。接下來我們就來了解薛定諤的貓到底是怎麼回事。

1887年,埃爾溫·薛定諤出生在奧地利維也納附近的埃德伯格,他的一生對色彩理論、哲學、東方宗教深感興趣。他是奧地利物理學家,量子力學奠基人之一,發展了分子生物學,他是維也納大學哲學博士,蘇黎世大學、柏林大學和格拉茨大學教授,在都柏林高級研究所理論物理學研究組中工作17年,曾經獲1933年諾貝爾物理學獎。的確,他有很高的科學成就,從眼神和表情看得出來,大家對這位偉大的科學家非常欽佩和羨慕。那他的貓是怎麼回事?

世界上有很多著名的貓,比如你知道的加菲貓,Kitty貓,哆啦A夢,會說話的湯姆貓,還有你家裡養的寵物貓。


講給小學生的科學故事:薛定諤的貓


而今天講的這隻貓非常可憐,它被封在一個盒子裡,盒子裡有食物也有毒藥。毒藥瓶上有一個錘子,錘子由一個電子開關控制,電子開關又由放射性原子控制。如果原子核衰變,釋放出粒子,觸動電子開關,錘子落下,砸碎毒藥瓶,釋放出裡面的氣體,貓必死無疑。這個殘忍的裝置就是由薛定諤所設計,這個實驗就叫做薛定諤的貓。

在這個實驗裡,放射性物質可能會衰變,然後釋放出毒氣,殺死這隻貓,也有可能放射性物質不會衰變,那麼貓就會活下來。


講給小學生的科學故事:薛定諤的貓


這兩種可能的機會各佔一半,就像上面這張鴨兔錯覺圖,當我們把它看成一隻鴨子的時候,兔子的形象便消失了,而當我們把它看成一隻兔子的時候,鴨子的形象就消失了。這兩種形象不可能同時出現在一個人的視野中。

大家玩“手心手背”的遊戲時,我們伸出手掌,出現的不是手心就是手背,又比如我們拋出的硬幣,它落地時不是正面朝上,就是反面朝上。這都是一樣的道理。

其他科學家也認為,盒子裡一定會發生這兩個結果中的一種,貓要麼活要麼死,但是結果究竟如何,只有打開盒子才能知道。

而薛定諤認為,當盒子關閉時,盒子裡的貓有可能活著也有可能死去,也就是兩種情況是同時存在的,這隻貓既死了又活著,或者是半死不活。貓到底是死是活,必須打開盒子觀察後才知道,如果不打開盒子觀察,那麼貓將永遠半死不活,既死又活。他想告訴人們,你沒有看到,你不瞭解,並不代表它沒有發生。

薛定諤的貓引起當時及以後科學家的廣泛議論和研究,但盒子裡那隻可憐的貓的命運到底如何?它是死是活,人們依然沒有找到答案。

英國著名科學家霍金聽到薛定諤的貓這個實驗時,說:“我去拿槍來把貓打死!” 可見,這個問題讓科學家有多麼困擾。

古希臘哲學家蘇格拉底曾經說:“懷疑是無限的探求。”懷疑是一種可貴的科學精神,它推動了科學和人類事業不斷地向前發展,我們也應該擁有這樣的精神來面對現在的學習和未來的工作。

如果你有興趣解救那隻貓,就趕快好好學習,掌握更多的科學知識,將來你也可以跟科學家一起研究薛定諤的貓到底是死是活的問題。


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