薛定諤的貓是個偽命題嗎?自己認為貓活著,媳婦認為貓死了,那貓是活著還是死了呢?

八月映像館


現在提到薛定諤的貓,都能第一時間想到量子力學,貌似成為了量子力學的代名詞。但實際上這只是一個思維實驗,最初的目的是用來嘲諷量子力學根本哈根派對於量子力學的詮釋。在這一點上來看薛定諤和愛因斯坦是站在同一個陣營的。

在一個密閉的盒子裡有一隻貓,還有一套裝置,主要由放射性元素、一瓶毒藥和一個錘子構成。如果放射性元素髮生衰變釋放出粒子,被接收器探測到的話就會控制錘子下落,打溼毒藥瓶,最終貓就可能被毒死。但是在一段時間內放射性元素衰變的概率是百分之五十,這意味著這隻貓可能是死的也可能是活的。一切都只有在打開盒子的那一瞬間確認。


但是常規的思維我們知道貓只能是死的或者是活的,而不可能存在既死又活的狀態。根本哈根派就提出了兩子的不確定性,認為量子是同時處於A和B兩種狀態,只有當對其進行觀測時才會塌縮至一種狀態A或者B。

在這裡有一個經典的實驗雙峰干涉實驗,把光直接替換為電子,當沒有觀測的時候電子被莫認為是同時穿過兩條縫隙,並且可以形成干涉條紋,而進行觀測的時候,電子只穿過一條縫隙並且不能形成干涉條紋。
而薛定諤的貓思維實驗被提出就是為了諷刺根本哈根派對於量子力學的詮釋。對於薛定諤的貓不在於是誰認為,因為是沒有意義的。


科學黑洞


薛定諤的貓就是西方哲學典型的自以為是,同樣的論調,我思故我在,我是太陽。

貓死不死與觀測者能不能感知到沒有關係,觀測者感知不到,那是他無知,與貓死不死根本就沒關係。

觀測者也決定不了貓的生死,貓的生死與觀測者一毛錢關係也沒有。

這就好像人類在地心說,有一套理論,當時的人們還覺得非常對。後來進入到日心說,再到現在的認知宇宙說。

我們回頭看這個過程,宇宙不會疊加給人看,人如果還不能確定自己在宇宙中的地位,就會自大。

實際上在宇宙的視角,銀河系與點差不多,太陽系都不存在,不會有地球,甚至都不會有光與光子,光與光子只是在人類的視角中存在,無論宏觀與微觀都不存在人類看到的光。

如果人類還以上帝視角這種垃圾視角去看問題,得出的結論怎麼可能正確。

宇宙可能就那麼大,但宇宙從深度來說卻存在參照系,比如宏觀視角與微觀視角,看到宇宙的形態並不相同,甚至規則不盡相同。

上帝視角繞過了規則,而規則在參照系中卻起到至關重要的作用。

規則是不可逾越的,上帝視角並不存在,這個宇宙也沒有真理,倒是存在規則的約束。


亦路514


這是一個詭辯性質的思想實驗:貓的死活與人看與不看有什麼關係?貓有可能即死又活嗎!在沒有人類出現以前,地球上的各類生物的生死與人有關係嗎?!

首先,量子疊加態是不可能存在的:因為量子力學自身定義的量子態為自然整數0,1,2,3,......。如果存在疊加態,就會出現0~1或1~2間的中間態,且這種中間態可以是任意數值,最後會形成非離散的連續態,破壞了量子態只能為自然整數的約定!

其次,人類的觀察不可能改變事物的存在方式,除非你對其進行了某種干擾。但觀察有主動與被動兩類:主動觀測可能影響觀察對象,但被動觀察就不應該影響觀察對象了。就如主動雷達會讓對方容易發現你,但被動雷達對方就不易發現一樣!

再者,客觀事物在任意特定時刻只能處於某一特定的空間位置和特定的狀態中,不可能同時位置二個或二個以上位置上,也不可能處於兩種或兩種以上狀態中。特別是帶質量和電荷的物質,由於任意特定時刻時,任意空間位置上的萬有引力場和電磁場的大小與方向均只能為唯一值,因此,宇宙間所有帶質量和電荷的物質也只能位置唯一的空間位置上。否則,就會出來特定時刻的特定空間位置上存在多個萬有引力和電磁場場值,這是違背客觀規律和事實的。

有興趣的朋友可進一步查閱如下文章:


彭曉韜


首先,薛定諤的貓是一個假象實驗,不要太當真,為了更形象你描述微觀世界疊加態的詭異性和不可思議性,現實的宏觀世界當然不會存在真正的薛定諤的貓!

而按照量子力學微觀世界的理解,薛定諤的貓確實能夠存在,它既不是你認為的活著的貓,也不是你媳婦認為的死了的貓,而真的是既死又活的貓,也就是說,貓處於活和死的疊加態,不是你認為的“要麼死,要麼活著”!

是不是瘋了?

瘋就對了,不瘋怎麼能體驗到量子世界疊加態的詭異性呢?

可能你會說,想知道是死是活,打開貓所在的箱子不就知道了?確實可以,但在你打開箱子的那一刻,貓就從生和死的疊加態坍縮為死或者死的本徵態!也就是說從既死又活變為是死或者是活的!

當然,這種描述還是想更好地形容微觀世界的不確定性,那裡的一切都只能用概率來描述,沒有任何東西是確定的,我們不可能同時測量到一個微觀粒子的位置和速度,只能用波函數來描述!

所以說,你和你媳婦的觀點都是對的,也都是錯的,想知道對錯,打開貓所在的箱子就知道了,而這種行為就是微觀世界所謂的“測量”或者“觀察”,當然不僅僅是用眼睛觀察,任何試圖獲取微觀粒子信息的行為都是觀察!


宇宙探索


在上世紀初,量子力學誕生不久,對於量子詭異行為的理解分成了兩派。

一派是以愛因斯坦為首的支持定域實在論,認為信息不能超越光速傳遞(定域性原理),觀測行為不會影響被觀測物體的行為,即“不管你看不看月亮,月亮都在那裡”。

另一派是以玻爾和海森堡為首的支持哥本哈根詮釋。哥本哈根詮釋認為量子的行為是隨機的、概率性的,可以用波函數進行描述。觀測的行為會影響到量子的行為。但宏觀物體依然遵循經典世界的規律。

圖:薛定諤



在哥本哈根詮釋裡,一個粒子可能是上旋的,也可能是下旋的,對於量子來說,這兩個行為可以同時存在,這就是疊加性原理。對於這個原理,堅持定域實在論的一個大佬薛定諤提出了一個思想實驗:將一隻貓關在一個盒子裡,盒子裡有一瓶毒氣。毒氣的開關由一個放射性原子控制。這個原子的半衰期為一小時,如果它衰變了會釋放出一個α粒子,這就會打開毒氣開關,然後毒死貓。

圖:薛定諤的貓

根據哥本哈根詮釋,由於粒子的行為在進行觀測前可以是疊加狀態。也就是說,放射性粒子可以存在著衰變和沒有衰變的疊加狀態,對應的貓(宏觀物體)也存在著死和活的疊加狀態。在沒觀測前,貓又是死的又是活的!直到打開盒子觀測,貓的生死才能決定(波函數坍縮)。

貓當然不可能出現這種又是死又是活的狀態,薛定諤想用這隻貓說明量子力學是不完備的。這隻又死又活的貓弄得玻爾哭笑不得。事實上,單個的量子行為確實是可以這樣,我國的量子加密衛星就是利用了這個原理進行加密,而且嚴格的大貝爾不等式實驗也驗證了量子的這種隨機的行為。但大量的量子在一起的相互干擾會發生退相干,使宏觀物體的行為符合經典世界的規律。

這個思想實驗本身也是有缺陷的,盒子裡的毒氣開關對放射性元素的探測行為也會干擾到量子的狀態,使其波函數坍縮到一個確定的狀態,使貓的生死立判。


講科學堂


我相信這是"民科"很喜歡討論的問題之一。但這個問題涉及量子力學(QM)測量的解釋,確實很重要。宏觀測量的解釋,其中有哥本哈根"正統"派,如玻爾,他認為波函數等等只是人們為每個測量設置的數學工具,根本沒有什麼微觀世界,海森伯則認為波函數代表另一類"潛實在"。他們當然認為“貓"不會處於半生半死的反常識狀態。他們主要是反對愛因斯坦1935提出的QM不完備主張。還有其它QM測量解釋,最重要的是Everett在上世紀50年代提出的"多世界"解釋,它認為測量不會使波函數塌縮,測量不會改變波函數正常的U發展。多世界解釋保證了波函數的物理實在性,又保證了U發展的物理實在性。按照多世界觀點,"貓"存在於無數的平行世界中,有的"死",有的“活",還有無數其它可能的世界,包括我們這些所謂觀察者,包括所有機械,放射源,盒子等等,都處於分裂的平行世界中,這些世界完全符合QM相應概率而分佈著。量子論如果用於宇宙初期,則其概率分佈是主導的,於是我們應用平行世界解釋,便又產生了無數初始宇宙的多重宇宙解釋。


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一切的一切,還是要從光的雙縫干涉實驗說起,如下圖所示,光通過紙板上的兩條縫之後,會在背景板上形成明暗相間的條紋,這是因為光不僅是一種粒子,它也是一種波。

光波在通過紙板上的兩條縫之後,在出口處發生了干涉,於是明暗相間的干涉條紋就這麼產生了,那麼這個實驗最早是由一名叫做托馬斯·楊的科學家完成,於是該實驗就叫楊氏雙縫干涉實驗。

楊氏雙縫干涉實驗,實際上完美的證明了光具有波動性,這個實驗本來到此就應該結束了,但後來隨著科學的進步,科學家們發現電子似乎也具有波粒二象性。

於是一些科學家們就用電子來進行雙縫干涉實驗,結果和光的雙縫干涉實驗差不多,電子在通過紙板上的兩條縫之後,也出現了明暗相間的干涉條紋。

但電子雙縫干涉實驗有一個問題,就是科學家曾經嘗試著將電子一個一個單獨發射出去,結果這些電子在通過雙縫之後,依然在背景板形成了明暗相間的條紋,但這樣的結果是令人費解的。

因為對於這些單獨被髮射出去的電子來說,它是怎麼知道之前被髮射的電子落在什麼地方,之後發射的電子又落在什麼地方,如果這些電子不知道的話,那麼電子通過紙板上的雙縫之後,顯示出來的圖案應該是雜亂無章的。

科學家經過仔細的研究之後,給出了一個他們自己都不相信的答案,就是每一個電子都同時穿過了兩條縫,但怎麼可能呢,你能想象一個足球同時進入兩個球門嗎。

所以為了搞清楚電子的行走路徑,科學家們給紙板上的兩條縫都裝上了探測器,這樣就可以檢測出來電子是不是同時穿過了兩條縫。

最終的結果是沒有答案,科學家們發現探測器是有了,但干涉條紋卻消失了,而當它們拆掉探測器之後,干涉條紋又出現了,那麼面對如此怪異的實驗結果,哥本哈根學派是這麼解釋的。

他們認為電子在沒有被測量之前,它處於一種量子疊加狀態當中,此時它既有可能通過左邊這條縫,也有可能通過右邊這條縫,電子就是以這種概率波的形式,同時穿過了兩條縫。

但電子的傳播路徑被一旦探測器監測到。它的量子疊加態就被打破了,此時它只會選擇進入其中一條縫,干涉條紋自然而然就不存在了。

哥本哈根學派的解釋,並未得到許多人的認可,例如愛因斯坦和薛定諤就曾激烈的反對過,那麼薛定諤為了證明電子的“量子疊加態”是荒謬的,於是就提出了薛定諤的貓。


現在有一個原子,這個原子有50%的概率會衰變,那麼我們把這個原子和一個毒氣開關連在一起,一旦這個原子發生衰變,就會釋放出毒氣毒死盒子的貓。

哥本哈根學派是這麼解釋的,只要我們不觀測這個原子的狀態,這個原子就處於衰變和不衰變的疊加狀態當中,而盒子裡的貓也處於活著和死亡兩種疊加態當中。

那麼一旦我們打開盒子,原子的量子疊加態就會被打破,屆時它會隨機坍塌成一種結果出現在我們面前。

薛定諤的貓不僅沒有推翻哥本哈根學派的解釋,反而成為了目前最為靠譜的答案,這恐怕連薛定諤自己都沒想到,所以你們明白了麼……


種植恆星


薛定諤的貓並不是一個偽命題,只是由薛定諤提出的一個思想實驗。


薛定諤的貓主要講的是什麼?

將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。鐳的衰變存在幾率,如果鐳發生衰變,會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子,貓就會死;如果鐳不發生衰變,貓就存活。根據量子力學理論,由於放射性的鐳處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加,貓就理應處於死貓和活貓的疊加狀態。這隻既死又活的貓就是所謂的“薛定諤貓”。

但是是不可能存在即死又活的貓,則必須在打開箱子後才知道結果。

這個思想實驗主要是講量子物理中的疊加態現象。也是測不準原理的另外一種說法。


所以總的來說,要判斷那個貓是活著還是死了,看你怎麼看,是活著也可以,是死的也可以。


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Researcher


薛定諤貓論

隨著量子力學的發現,物質的屬性增加了糾纏、增加了疊加、增加了疊加態,就這一點點發現對人類就是一個巨大的貢獻,用事實說話,用實驗來說話,沒有做過這方面實驗的人是根本理解不了的,理解的也就是一點皮毛,這種切身體會,親眼所見所聞,讓你感受到 薛定諤貓論 原理是客觀的、真實的、是一種是真相、是存在的,雖然有些奇怪,有一些奇談怪論,真相就是這樣。至於計算公式的方向那是另外一回事,我只講原理,只講客觀,原理有了、道理有了,只是我們進一步利用這種方法還不太成熟,目前來說還沒有直接找到,因為光量子光子這種不穩定性實在是很難掌控,這種不規則慣性運動的狀態,光子隨時可以改變其狀態,光子的內部、外部環境使其光子的狀態不斷在變化、改變中。無論光子有多麼詭異,它也有自己的運動規律,這種規律是不可以輕易改變的,一旦改變,不死就是活,在死活中反覆運動,在詭異中光子直至消失。薛定諤貓論雖然不確定性,不穩定性,莫凌兩可,也正是因為這種莫凌兩可間的默認,才有了地球環境的層次。


聊天選手九段


我覺得所謂的"薛定諤的貓"只不過是薛定諤為了將微觀世界的奇妙現象表現在宏觀世界中以便我們能夠更直觀的瞭解微觀世界的所謂法則。實際上這個實驗很難做,宏觀的物體(貓)也不可能同時處於生和死的疊加態。

微觀世界的許多現象都不符合我們所理解的物理世界,有一些甚至完全顛覆我們的認識。大家可以去了解一下電子雙縫干涉、波粒二象性等,仔細想想這些現象都令人感覺有點恐怖了,恐怖到懷疑這個世界的真實性。但這些現象是真實存在的,薛定諤只不過把這個微觀現象宏觀化,就實驗本身而言並沒有什麼特殊之處。

這個實驗的重點是用微觀世界的一種狀態改變來控制宏觀世界的一個現象的發生。而微觀世界在觀察前和觀察時的狀態是不一樣的,這就是所謂的疊加。因此引申到宏觀世界也會是一種疊加態。這個實驗無解,因為我們不觀察就不知道它是死是活,只能說它處在生死的疊加狀態中,但我們一旦觀察,它就瞬間坍縮到一種狀態,或者死,或者活。

實際上貓不會處在又死又活的狀態,只能在其中一種狀態。但一個由微觀活動控制的開關使得我們可以用宏觀世界來表示微觀。因此,這隻能是一個思想實驗,實際情況貓只能在一種狀態,因為宏觀世界是確定的。但這個思想實驗對我們瞭解微觀世界提供了一個很大的幫助。不得不說薛定諤真是一個天才。


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