喜欢物理学的人一定听说过一个词语——薛定谔的猫 , 但是很多人百思不得其解 , 去看了相关定义后更迷糊了 , 到底薛定谔的猫是说的什么呢?我们接下来从以下几个方面来说说 。
薛定谔的猫是个物理学概念 , 首先是由物理学界的科学家薛定谔提出来的 , 他的最初意图是希望在宏观角度下解释微观领域的粒子问题 , 意图证明粒子被观测时的状态 。
然而这个概念提出后 , 在物理学领域快速传播 , 甚至引发了物理学界的大地震 , 近乎倾覆了物理学界信奉许久的机械唯物主义思想 。
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薛定谔的猫
什么是薛定谔的猫它之所以会出现 , 是因为在物理研究领域中存在这样一种讨论 , 人们对一个粒子所处的状态进行观测之前 , 这个粒子有多种状态 , 用物理学的专业术语来说就是多个波函数的叠加 , 在对粒子状态观测结束后 , 我们会得到一个准确的结果——这个粒子状态到底是怎么样的 。
通俗一点来说就是 , 这个粒子在同一时间内 , 既是这个样子 , 又是那个样子 , 还是这个样子 , 但是你观测结束后 , 这个粒子只会是其中一个样子 , 这就是薛定谔的猫 。
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一种波函数
如果觉得这个解释依旧难以理解 , 那可以这样想一下 , 房间里有一个盒子 , 盒子里则有一只猫 , 还有一个盛放着毒气且容易被打碎的瓶子 。在你打开盒子之前 , 这只猫到底是活的还是死的是不知道的 , 只有你打开了盒子 , 这只猫的生死才被决定下来 。
这个时候你是不是觉得有些熟悉 , 好像在什么地方听说过类似的理论 , 没错 , 这个说法有些像我国古代一位哲学家提出来的心学理念 , 我观看此花 , 花与我同在 , 我若是没有看见这朵花 , 那么这朵花就不存在 。
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薛定谔的猫主题插画
其实两者还是有些不同的 , 但是有相通之处 , 这就导致很多人理解出错 , 将薛定谔的猫简单粗暴的定义为唯心主义 , 其实这是一种不准确的理解 。我们接下来深入讨论一下薛定谔的猫 。
光学的讨论引出的概念还是上面猫的那个例子 , 乍一看这个例子有些无聊 , 但在物理学家的眼中却不是这样的 , 在盒子没有打开之前 , 谁也无法知道猫的状态 , 这是微观概念和宏观概念的交叉融合 。
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在量子力学的角度下去解释 , 一只猫肯定不会处在既死了又活着的状态 , 但是在微观状态却是可以说得通的 。薛定谔的猫本质上是为了证明世界的永恒性 , 只是提出者大概也没有想到 , 随着物理学的发展 , 薛定谔的猫引发了更多的思潮 , 比如对多个宇宙平行时空等问题的争辩 , 还有一系列的哲学问题 。
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物理学界哥本哈根学派就对薛定谔的猫做出了其中一种解释 , 在这个学派看来 , 在微观物理学领域 , 科学家会用波函数来描述粒子的状态 , 它可以用来计算粒子运动状态或者所处位置的概率 , 他们认为 , 当我们开始测量时 , 就会造成波函数坍缩 , 因此 , 原先本来会有的几个概率变成了一个 。
这个观点到底是什么意思呢?我们不妨先来了解一个与该观点相关的物理实验始末 。
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波函数
在20世纪初 , 科学家对于光学的研究越来越深入 , 就在所有人都觉得自己距离光学的真相只差一点点时 , 他们陡然注意到一个问题——光到底是波还是粒子 。
波和粒子是两种截然不同的东西 , 光只能是其中一种 , 这是正常人会有的想法 , 也是客观规律下的不可否认的事实 , 然而随着研究的深入 , 波派和粒子派的争论越加激烈 , 而事情逐渐朝着诡异的方向发展 。
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