讲给小学生的科学故事:薛定谔的猫


讲给小学生的科学故事:薛定谔的猫


看到这个题目,我们会想到两个问题,一个关于猫,这是一只什么样的猫,它怎么了,一个关于人,薛定谔是谁,他是养猫人吗。接下来我们就来了解薛定谔的猫到底是怎么回事。

1887年,埃尔温·薛定谔出生在奥地利维也纳附近的埃德伯格,他的一生对色彩理论、哲学、东方宗教深感兴趣。他是奥地利物理学家,量子力学奠基人之一,发展了分子生物学,他是维也纳大学哲学博士,苏黎世大学、柏林大学和格拉茨大学教授,在都柏林高级研究所理论物理学研究组中工作17年,曾经获1933年诺贝尔物理学奖。的确,他有很高的科学成就,从眼神和表情看得出来,大家对这位伟大的科学家非常钦佩和羡慕。那他的猫是怎么回事?

世界上有很多著名的猫,比如你知道的加菲猫,Kitty猫,哆啦A梦,会说话的汤姆猫,还有你家里养的宠物猫。


讲给小学生的科学故事:薛定谔的猫


而今天讲的这只猫非常可怜,它被封在一个盒子里,盒子里有食物也有毒药。毒药瓶上有一个锤子,锤子由一个电子开关控制,电子开关又由放射性原子控制。如果原子核衰变,释放出粒子,触动电子开关,锤子落下,砸碎毒药瓶,释放出里面的气体,猫必死无疑。这个残忍的装置就是由薛定谔所设计,这个实验就叫做薛定谔的猫。

在这个实验里,放射性物质可能会衰变,然后释放出毒气,杀死这只猫,也有可能放射性物质不会衰变,那么猫就会活下来。


讲给小学生的科学故事:薛定谔的猫


这两种可能的机会各占一半,就像上面这张鸭兔错觉图,当我们把它看成一只鸭子的时候,兔子的形象便消失了,而当我们把它看成一只兔子的时候,鸭子的形象就消失了。这两种形象不可能同时出现在一个人的视野中。

大家玩“手心手背”的游戏时,我们伸出手掌,出现的不是手心就是手背,又比如我们抛出的硬币,它落地时不是正面朝上,就是反面朝上。这都是一样的道理。

其他科学家也认为,盒子里一定会发生这两个结果中的一种,猫要么活要么死,但是结果究竟如何,只有打开盒子才能知道。

而薛定谔认为,当盒子关闭时,盒子里的猫有可能活着也有可能死去,也就是两种情况是同时存在的,这只猫既死了又活着,或者是半死不活。猫到底是死是活,必须打开盒子观察后才知道,如果不打开盒子观察,那么猫将永远半死不活,既死又活。他想告诉人们,你没有看到,你不了解,并不代表它没有发生。

薛定谔的猫引起当时及以后科学家的广泛议论和研究,但盒子里那只可怜的猫的命运到底如何?它是死是活,人们依然没有找到答案。

英国著名科学家霍金听到薛定谔的猫这个实验时,说:“我去拿枪来把猫打死!” 可见,这个问题让科学家有多么困扰。

古希腊哲学家苏格拉底曾经说:“怀疑是无限的探求。”怀疑是一种可贵的科学精神,它推动了科学和人类事业不断地向前发展,我们也应该拥有这样的精神来面对现在的学习和未来的工作。

如果你有兴趣解救那只猫,就赶快好好学习,掌握更多的科学知识,将来你也可以跟科学家一起研究薛定谔的猫到底是死是活的问题。


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