概念
“薛定諤的貓”是由奧地利物理學家薛定諤於1935年提出的
有關貓生死疊加的著名思想實驗,是把微觀領域的量子行為擴展到宏觀世界的推演。這裡必須要認識量子行為的一個現象:觀測。微觀物質有不同的存在形式,即粒子和波。通常,微觀物質以波的疊加混沌態存在;一旦觀測後,它們立刻選擇成為粒子。實驗是這樣的:在一個盒子裡有一隻貓,以及少量放射性物質。之後,有50%的概率放射性物質將會衰變並釋放出毒氣殺死這隻貓,同時有50%的概率放射性物質不會衰變而貓將活下來。
實驗
然而薛定諤的貓它是量子理論中的一個思想實驗。
雖然量子論已經誕生了一個世紀,及輝煌鼎盛與繁榮已經過去半個世紀0,但量子論一直困惑著人們,直到21世紀才被引起注意。正如玻爾所說的名言“誰要是第一次聽到量子論時沒發火,那他一定是沒聽懂”
然而薛定諤的貓是量子困惑中有代表性之一。
我們來講一個故事"從前有一隻貓它呢被封在一個密室裡,但密室裡的食物都是帶毒藥的,毒藥瓶上有個錘子,垂子是由一個電子開關控制的,放射性原子控制電子開關,因為原子核的衰變,所以放出了阿爾法粒子,然後觸動了電子開關,自然錘子就落下砸碎毒藥瓶,則釋放裡面的氰化物氣體,貓就這樣掛了"
從上述故事我們知道原子核的衰變只是一種隨機事件。而物理學家能精準的知識也只是半衰期,衰變時間所需一半。如果它是一種放射性元素半衰期那麼是一天。過了一天,元素就會少一半,在過了一天它又少剩下的一半。
方程
早在20世紀20年代中期艾爾溫·薛頂諤創立量子力學的分支中的一個方程,被後來稱為薛定諤的貓。
他的方程如下:2ψ(x,y,z)+(8π2m/h2)[E-U(x,y,z)]ψ(x,y,z)=0
在量子科學領域得到重大的突破,該量子力學對傳統的觀念帶來巨大的衝擊,提出“量子”這個人包括科學家在內想切各種辦法都沒法拒接,就連薛定諤都被量子力學的結果研究的心神不安。(而且薛定諤的性格就是什麼呢?因為他不喜歡波粒二象性的二元解釋及“波”的統計解釋,所以只能靠自己來建立“波”的解釋理論)。
波粒二象性
- 感念理解
粒子性:①“原子性”或“整體性”只在空間和時間較小的區域內,作為一個整體。
②具有集中的能量E和動量
P③不是金典粒子!甩開了“軌道”的感念
軌道:粒子在任何都具有確定的位置和速度,從而下一刻的位置和速度完全真確。但這和粒子性本身是完全不同的兩個感念。
波動性:①“想幹疊加”、干涉、衍射、偏振
②具有波長r和波矢k(=2π/r→e)
③不是經典波!並不代表實在物理量的波動。
影響及意義
影響:作為量子力學的20世紀是最為突破科學成就之一,也是最具有爭論的科學之一。
意義:“薛定諤的貓”也很好的簡述了這一點現狀。
這使得傳統物理學來說,只要找到事物之間相關的聯繫就能確定事物之間的物理根據,如果物體運行距離等於物體的速度乘以物體運行的時間,只要知道物體的速度,你每時每刻都能計算出物體運行了多遠,
而海森堡所提出的量子不確定原理,這使得你無法得知一個微觀粒子未來的狀態。
這正如愛因斯坦所說的,“上帝不玩骰子,但是量子力學讓我們不得不相信,上帝似乎是玩骰子的”
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