關於薛定諤的貓態的詳細說明,薛定諤的貓說明了什麼?

時間 2022-04-05 02:45:29

1樓:命運終點

薛定諤的貓是奧地利著名物理學家薛定諤提出的一個理想實驗,試圖闡述巨集觀尺度是否遵從微觀尺度的量子疊加原理的問題,巧妙地把微觀放射源和巨集觀的貓聯絡起來,以此證明量子力學在巨集觀狀態下的不完備性。隨著物理學的發展,薛定諤的貓還牽引出了平行宇宙等物理問題和哲學爭議。

一隻貓被封在一個密室裡,密室裡有食物有毒藥。毒藥瓶上有一個錘子,錘子由一個電子開關控制,電子開關由放射性原子控制。如果原子核衰變,則放出阿爾法粒子,觸動電子開關,錘子落下,砸碎毒藥瓶,釋放出裡面的氰化物氣體,貓必死無疑。

原子核的衰變是隨機事件,物理學家所能精確知道的只是半衰期——衰變一半所需要的時間。如果一種放射性元素的半衰期是一天,則過一天,該元素就少了一半,再過一天,就少了剩下的一半。但是,物理學家卻無法知道,它在什麼時候衰變,上午,還是下午。

當然,物理學家知道它在上午或下午衰變的機率——也就是貓在上午或者下午死亡的機率。如果我們不揭開密室的蓋子,根據我們在日常生活中的經驗,可以認定,貓或者死,或者活。這是它的兩種本徵態。

但是,如果我們用薛定諤方程來描述薛定諤貓,則只能說,它處於一種活與不活的疊加態。我們只有在揭開蓋子的一瞬間,才能確切地知道貓是死是活。此時,貓的波函式由疊加態立即收縮到某一個本徵態。

量子理論認為:如果沒有揭開蓋子,進行觀察,我們永遠也不知道貓是死是活,它將永遠處於半死不活的疊加態。

2樓:找靚機科普君

這個世界上,每一刻都在產生不同的選擇,將事情導向不同的結果。我們時常在想,「假如當時不那麼選擇,結果會怎樣?」而這正是我們今天要討論的話題——薛定諤的貓。

3樓:匿名使用者

找本量子力學書看吧,這個不是一句兩句能看明白的,推薦看dirac的量子力學原理

4樓:匿名使用者

觀測導致波函式坍塌,這不是唯心主義麼?馬原該如何解釋。

薛定諤的貓說明了什麼?

5樓:沉香與凝屑

薛定諤貓佯謬實際上提出了一個十分重要的問題:什麼是量子力學的觀測?觀察或測量都與人的主觀有關,而人在箱外,所以必須開啟箱子才能決定貓的死活。

誰都知道箱中貓的死活是由鈾的衰變決定的——衰變前貓是活的,衰變後貓就死了,這與是否有人開啟箱子進行觀察毫不相干。所以毛病出在觀測的主觀性上,應該朝這個方向尋根究底。

微觀的觀測與巨集觀的觀測有所不同。巨集觀的觀測對被觀測物件沒有什麼影響。俗話說:

「看一眼總行吧。」意思是對所看之物並無影響,用不著擔心。微觀的觀測對被觀測物件有影響,會引起變化。

以觀測電子為例,要用光照才能看見,光的最小單位光子的能量雖小但不是零,光子照到被觀測的電子上,對電子的影響很大。所以,在微觀世界中看一眼也會惹禍!

量子力學認為,觀測的結果使得被觀測物件的狀態改變了:一個確定態從原先不確定的疊加態中蹦了出來。再追究下去,觀測無非是觀測手段(如光子)與被觀測物件(如電子)之間的一種相互作用,這種相互作用並不一定與觀測者聯絡起來,後者可以用檢測器之類的儀器代替。

經過幾十年的探索,物理學家終於認識到:在由疊加態到確定態的轉變中,觀測曾經扮演的角色應該以相互作用來代替,這樣不僅更普遍而且更客觀。具體到薛定諤貓佯謬,就能將人的主觀因素完全排除——貓的死活不是由人開箱看貓一眼所決定的。

6樓:咣噹地球

在完全密封的箱子裡有一隻貓和一個毒氣開關。觸動開關貓就會被毒死,不觸動開關貓就安然無恙。你開啟箱子才能知道結果,於是你就進行了觀測,也就決定了貓的最終形態,這隻貓既是活的又是死的。

也就是從混沌的疊加狀態到確定狀態的過程。

7樓:科學宇航號

「薛定諤的貓」是什麼?它究竟蘊含著怎樣的祕密?

8樓:鯨娛文化

薛定諤的貓作為量子力學中一個故事,它的作用其實是以最形象生動的方式,呈現出薛定諤的實驗。

9樓:越獄兔的長官

原來他是個外國人 原來居然說的是個物理問題

薛定諤的貓通俗解釋

10樓:東京飲品

薛定諤的貓是指盒子中貓的死或生,必須要開啟盒子才能知道。

將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。鐳的衰變存在機率,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,不可能存在既死又活的貓,則必須在開啟箱子後才知道結果。

11樓:百度使用者

你向你女友表白,儘管猜測萬千,但是隻有問了才知道(結果)

其實對方早有答案(這個是已定的事實卻是你不知道的,所以相對來說,未知)

12樓:9421劉聰

薛定諤的貓   是薛定諤設計的一個思想實驗,目的是對「人類意識具有特殊的獨特地位」說法進行的嘲諷。劃重點,嘲諷,或者說反諷。

它的意思是:如果哥本哈根派物理學家們認為人類意識具有特殊地位,那麼按照薛定諤的實驗操作,就會製造一隻即死又活的貓,而即死又活的貓顯然是荒謬的。從而,薛定諤暗示,人類意識決定波函式坍縮,這個觀點是荒謬的,愛因斯坦也這麼認為。

以上用通俗的語言,介紹了薛定諤的貓的來歷。下面來說說詳細情況。

在量子物理中,認為微觀粒子本身處於波函式定義的所有狀態的疊加態,只有當對該微觀粒子的具體狀態進行測量時,波函式才坍縮到某個特定的值,你才能知道該粒子究竟處於什麼狀態。

有關「觀測導致波函式坍縮」這一點,雖然有爭議,但基本上還算是主流觀點,有異議的是「什麼叫做觀測」。

a:一種學派認為,只有觸發了人類的意識,才被視為觀測,而儀器的測量不視為觀測,阿貓阿狗的意識也不視為觀測。

b:另外一種學派認為,任何形式的有效測量均視為觀測,此測量並不要求人類的意識介入。

當然,其實還有其它理論,有關量子物理解釋的理論至少能從a排列到m,不過與該話題最相關的理論就是以上所說的兩個。

按照學派 a 的觀點,疊加態將在觀測儀器之間傳遞,直到最終被人類意識觀測到為止。

換句話說,在a觀點中,假定某個粒子存在 0,1 兩種狀態,但在波函式坍縮之前它處於所有狀態的疊加。使用某個電子儀器觀測粒子的狀態不會導致波函式坍縮,而是導致該電子儀器進入觀測到 0 與 1 的疊加態,如果該電子儀器將觀測的結果列印到列印紙上,則這張列印紙也會呈現列印 0 以及列印 1 的疊加態,這張紙片在被具有意識的人類(死人顯然不算)看見的那一瞬間,坍縮到某個特定的狀態(列印0或者列印1)。——因此,按照a學派觀點,薛定諤製造的一系列儀器,將最終測量結果傳遞給貓,整套儀器對結果進行了測量因而全進入了疊加態,沒有人類意識的介入之前都不會導致波函式坍縮,所以整套儀器,包括最終的貓的死活,都會進入疊加狀態,直到被人類意識看見為止,在人類看見的那一瞬間,貓在此之前的命運才被決定。

按照學派 b 的觀點,結果就完全不同,因為有效的測量均會導致波函式坍縮,而實驗中的蓋革計數器就是一種有效的測量。因此,即便沒有人類,用儀器去測量時微觀粒子的波函式也依然會產生坍縮,儀器本身不會處於疊加態而是準確的記錄了測量結果,最終傳遞給貓的「有毒藥沒毒藥」這個資訊也同樣不會處於疊加態,這隻貓顯然也並不會處於生死疊加態,在最初儀器檢測該粒子的時刻,波函式就已經坍縮,一切就被決定了。

按照學派 b 的觀點,疊加態不可在巨集觀物體間傳遞,巨集觀物體對微觀粒子的測量可導致波函式坍縮,即便沒有人類意識的介入。——如果疊加態允許在巨集觀物體間傳遞,那麼就會導致薛定諤的貓這樣的荒謬結果。這樣看來,薛定諤的思想實驗本意是用來對學派 a 觀點進行歸繆。

不過,學派 a 跟學派 b 的觀點都不違背量子物理學,因為兩者都承認觀測導致波函式坍縮,僅僅對於觀測的定義有所不同。

目前為止,似乎沒有辦法通過實驗認定學派 a 與學派 b 究竟誰是正確的。無論哪種解釋,最終人類觀測到的現象都沒有區別,雖然學派 a 的觀點聽起來更加荒謬,但很難認定它就是錯的。

所以,時至今天,依然有人認為薛定諤的處於生死疊加態的貓是實際可能存在的,畢竟我們無法證偽學派 a 的觀點。但,已經有越來越多的物理學家們支援學派 b 的觀點,認為量子物理中對觀測的定義應該定義為測量,而這並不需要人類意識的介入。

13樓:匿名使用者

主要是為了說明這樣一個觀點:實體只有當人們觀察它時才躍入存在,否則它就只處於不確定狀態.

薛定諤的貓理論通俗易懂的解釋

14樓:匿名使用者

就是 一句話 大自然都不知道 下一時刻要發生什麼

15樓:匿名使用者

當年薛定諤提出這個悖論,想要闡述的問題是:巨集觀世界是否也遵循微觀尺度的量子疊加原理。它巧妙地把微觀放射源和貓的巨集觀生死態結合在一起,旨在否定巨集觀世界不存在量子疊加態。

可是近年來實驗證實,巨集觀世界也存在量子疊加態。解釋:這與量子力學對實在的描述不完備有關。

這有很多種解釋方法。早期有意識假設解釋(即貓的狀態確定依賴於實驗者有意識地觀察貓這一行為)和多值世界解釋(貓死和貓活都是宇宙中獨立的世界,聯絡平行宇宙即可理解啦)。而這些都是與人們只有一個確定的真實世界的常識相違背,所以這個悖論相當的出名。

量子力學的微觀描述是不確定的,而貓的死活確是確定的,關鍵在於原子衰變後計數器的工作使得狀態確定並且放大為巨集觀態。而且這種現象與我們是否觀察也有密切聯絡。量子力學本身就是考慮了測量儀器和人主觀意識客觀能力的誤差帶來實驗的誤差所以產生不確定的微觀描述,所以這個悖論也就不奇怪了。

這個悖論是在那場曠世的論戰中提出的,薛定諤和einstein一起對哥本哈根學派進行了尖銳的抨擊!精彩級了!o(∩_∩)o哈哈~

16樓:幸運的

如果波函式

不是本徵函式,則可以為本徵函式的級數,即波函式由一些本徵態的疊加,那麼粒子即可能處於u1態,也可能處於u2態。即態的測量結果守不確定的。

薛定諤的貓是奧地利著名物理學家薛定諤提出的一個理想實驗,試圖闡述巨集觀尺度是否遵從微觀尺度的量子疊加原理的問題,巧妙地把微觀放射源和巨集觀的貓聯絡起來,以此證明量子力學在巨集觀狀態下的不完備性。隨著物理學的發展,薛定諤的貓還牽引出了平行宇宙等物理問題和哲學爭議。

「薛定諤的貓」是由奧地利物理學家薛定諤於2023年提出的有關貓既是死的又是活[1] 的著名思想實驗的名字,它描述了量子力學的真相 :粒子的某些特性無法確定,直到測量外力迫使它們選擇。整個實驗是這樣進行的:

在一個盒子裡有一隻貓,以及少量放射性物質。在一小時內,大約有50%的概率放射性物質將會衰變並釋放出毒氣殺死這隻貓,剩下50%的概率是放射性物質不會衰變而貓將活下來 。

根據經典物理學,在盒子裡必將發生這兩個結果之一,而外部觀測者只有開啟盒子才能知道里面的結果 。但在量子力學的世界裡,貓到底是死是活都必須在盒子開啟後,外部觀測者「測量」具體情形才能知 。當盒子處於關閉狀態,整個系統則一直保持不確定性的狀態,貓既是死的也是活的。

這項實驗旨在論證怪異的量子力學,當它從粒子擴大巨集觀物體,諸如貓,聽起來非常荒謬 。

薛定諤的貓本身是一個假設的概念,但隨著技術的發展,人們在光子、原子、分子中實現了薛定諤貓態,甚至已經開始嘗試用病毒來製備薛定諤貓態,就像劉慈欣《球狀閃電》中變成量子態的人,人們已經越來越接近實現生命體的薛定諤貓[3] 。可是另外一方面,人們發現薛定諤貓態(量子疊加態)本身就在生命過程中存在著,且是生物生存不可缺少的。

薛定諤的貓(schrödinger's cat)是關於量子理論的一個理想實驗。

儘管量子論的誕生已經過了一個世紀,其輝煌鼎盛與繁榮也過了半個世紀。但是量子理論曾經引起的困惑至今仍困惑著人們。正如玻爾的名言:

「誰要是第一次聽到量子理論時沒有感到困惑,那他一定沒聽懂。」薛定諤的貓是諸多量子困惑中有代表性的一個。一隻貓被封在一個密室裡,密室裡有食物有毒藥。

毒藥瓶上有一個錘子,錘子由一個電子開關控制,電子開關由放射性原子控制。如果原子核衰變,則放出阿爾法粒子,觸動電子開關,錘子落下,砸碎毒藥瓶,釋放出裡面的氰化物氣體,貓必死無疑。原子核的衰變是隨機事件,物理學家所能精確知道的只是半衰期——衰變一半所需要的時間。

如果一種放射性元素的半衰期是一天,則過一天,該元素就少了一半,再過一天,就少了剩下的一半。但是,物理學家卻無法知道,它在什麼時候衰變,上午,還是下午。當然,物理學家知道它在上午或下午衰變的機率——也就是貓在上午或者下午死亡的機率。

如果我們不揭開密室的蓋子,根據我們在日常生活中的經驗,可以認定,貓或者死,或者活。這是它的兩種本徵態。但是,如果我們用薛定諤方程來描述薛定諤貓,則只能說,它處於一種活與不活的疊加態。

我們只有在揭開蓋子的一瞬間,才能確切地知道貓是死是活。此時,貓的波函式由疊加態立即收縮到某一個本徵態。量子理論認為:

如果沒有揭開蓋子,進行觀察,我們永遠也不知道貓是死是活,它將永遠處於半死不活的疊加態。

薛定諤挖苦說:按照量子力學的解釋,箱中之貓處於「死-活疊加態」——既死了又活著!要等到開啟箱子看貓一眼才決定其生死。

(請注意!不是發現而是決定,僅僅看一眼就足以致命!)正像哈姆雷特王子所說:

「生存還是死亡,這是一個問題。」只有當你開啟盒子的時候,疊加態突然結束(在數學術語就是「波函式坍縮(collapse)」),哈姆雷特王子的猶豫才終於結束,我們知道了貓的確定態:死,或者活。

哥本哈根的機率詮釋的優點是:只出現一個結果,這與我們觀測到的結果相符合。但是有一個大的問題:

它要求波函式突然坍縮。但物理學中沒有一個公式能夠描述這種坍縮。儘管如此,長期以來物理學家們出於實用主義的考慮,還是接受了哥本哈根的詮釋。

付出的代價是:違反了薛定諤方程。這就難怪薛定諤一直耿耿於懷了。

薛定愕的貓 是什麼意思, 薛定愕的貓 理論,證明了量子物理是錯誤的嗎 或者是兩者誰都不能證明誰,兩者都是似是而非

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