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薛定谔的那只猫

时间:2022-03-25 百科知识 版权反馈
【摘要】:薛定谔是概率波动力学的创始人,于1933年获得了诺贝尔物理学奖。薛定谔发明这个棘手的实验不是想要说明对猫而言发生了什么,而是通过质疑量子力学对量子实在的“哥本哈根解释”的荒谬性,企图出示现存的量子理论对诸如猫这样的宏观物体有令人困惑的方面。“薛定谔猫”是薛定谔提出的一个颇具困惑性的思想实验。可见这只猫的影响之大,半个多世纪以来,“薛定谔猫佯谬”一直处于哲学思辨之中。
薛定谔的那只猫_玛雅传说与人类未来

我们总是认为我们生活的这个世界比它实际上更加可理解、可解释、可预测,尽管它远远超出了我们的认知能力。也许你会觉得以上历史事件的发生都过于偶然,然而令人沮丧的是,纵观历史,这种深刻影响着人类历史却又让人大跌眼镜的例子,几乎数不胜数。

薛定谔是概率波动力学的创始人,于1933年获得了诺贝尔物理学奖。20世纪20年代中期,以物理学家玻尔为首的“哥本哈根学派”对刻画微观世界物质运动规律的量子力学的概念基础进行了全面的理论诠释,提出了量子力学的“哥本哈根解释”。薛定谔是一位对哲学有着浓厚兴趣的物理学家,他把量子理论应用到宏观世界,具体而言,是把在描述微观世界方面已经取得极大成功的量子力学的叠加原则,扩展到用经典物理学描述的宏观系统中,提出了著名的“薛定谔猫佯谬”。薛定谔发明这个棘手的实验不是想要说明对猫而言发生了什么,而是通过质疑量子力学对量子实在的“哥本哈根解释”的荒谬性,企图出示现存的量子理论对诸如猫这样的宏观物体有令人困惑的方面。

“薛定谔猫”是薛定谔提出的一个颇具困惑性的思想实验。他在1935年发表了一篇论文,题为《量子力学的现状》。在论文的第5节,薛定谔描述了那个常被视为恶梦的猫实验:一只猫被关在一个密闭的钢盒中,盒中有一个极其残忍的装置可以致猫于死地,原因是这个装置中的辐射原子会发生衰变,通过一组仪器会让一个装有毒气的小瓶破碎,从而毒死这只猫。当然,这样的事情也可能不会发生,因为辐射原子可能不发生衰变。这是因为微观量子受量子统计规律的支配。

由此我们可以做出这样的推论:当猫被关在箱子里时,因为我们没有观察,所以那个原子处在衰变和不衰变的叠加状态。因为原子的状态不确定,所以猫的状态也不确定,只有当我们打开箱子查看,事情才能定论——要么猫四脚朝天躺在箱子里死掉了,要么它活蹦乱跳地“喵呜”直叫。问题是,当我们打开箱子之前,这只猫将处在什么状态?似乎唯一的可能就是,它和我们的原子一样处在叠加状态,也就是说这只猫陷于一种死与活的混合态。宏观物体叠加态的存在,从经验上讲,是非常奇怪的。一只猫同时又是死又是活,这可能吗?它处在不死不活的叠加态?这未免和我们的常识相冲突,因为在日常生活中我们从未看到过诸如猫、狗等宏观物体处于生死两可的叠加态。同时从生物学角度来讲也是奇谈怪论。如果打开箱子出来一只活猫,那么如果它能说话,它会不会描述那种死活叠加的奇异感受?恐怕不太可能。

就是这只猫,让许多的科学家或困惑,或愤怒,或憎恨,以至于“希望薛定谔的猫死去”,“像恐怖电影那样从视线中消失”,甚至连全身只有大脑和一个手指可以活动的霍金,听到“薛定谔猫”时,都“忍不住要去拿他的枪了”。可见这只猫的影响之大,半个多世纪以来,“薛定谔猫佯谬”一直处于哲学思辨之中。作为一个思想试验,我们从中可以得出以下的启示:

首先,它告诉我们:在没有特定的结果之前,任何人、任何事物都可能是最好的,同时也可能是最坏的。你无法向别人证明是其中的哪一个。

其次,它还提醒我们:一旦有了某一特定的结果,人们就只能认定它,而对此前任何的可能性都不予考虑。

实际上,现实生活要远比箱子里的情况复杂得多,因此更加难以预料。在人类历史上,没有任何事件在绝对相同的条件下或以完全一样的方式发生两次。所以,准备好接受出乎意料的历史转折吧,因为这是人类经常要面临的事实。

世界的末日真的会来临吗?

或许永远不会,或许明天你一睁开眼,它就已经不期而至了。

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