“薛定谔的猫”究竟是一个正确的概念还是荒谬的概念？你对薛定谔的猫怎么

本文目录

• “薛定谔的猫”究竟是一个正确的概念还是荒谬的概念
• 你对薛定谔的猫怎么看
• 如何理解“薛定谔的猫”
• 薛定谔的猫在现实中到底存在吗
• 如何给小学生解释「薛定谔的猫」
• “薛定谔的猫”到底是什么意思
• 薛定谔的猫是物理问题还是哲学问题
• 为什么总觉得“薛定谔的猫”这个理论有问题
• 科学家们根据薛定谔的猫产生的想象(分裂出平行宇宙)是真的吗
• “薛定谔的猫”与量子力学的关系是什么你怎么看

“薛定谔的猫”究竟是一个正确的概念还是荒谬的概念

薛定谔的猫来源于量子的不确定性。在盒子中，如果放射性原子衰变，猫就会死，如果没有衰变，猫就会活下来。这只猫给科幻作者提供了素材，也把量子力学蒙上了一层神秘的阴影。今天我们就来揭开它的面纱，聊聊猫背后的真相是什么。

双缝干涉

图：电子和光子都同时具备波和粒子的性质。当每次像双缝发射一个电子，数量累积足够多了，屏幕上就会出现干涉条纹。

薛定谔的猫源于双缝干涉实验：向两个细细的、间隔很近的缝隙发射一些光线，然后会观察到另一边屏幕上呈现出的干涉条纹，即分别穿过两个缝隙的光波发生了相互作用，产生了干扰。如果发射的是大量的粒子也会出现明亮相间的干涉条纹。

光具有波粒二象性，因此光同时也是由光子构成的，当我们往双缝发射一个光子时，光粒子（光量子）作为独立的一个粒子只能从两条缝中的其中一条穿过，但是当科学家只发送一个光子，仍然会得到干涉图案。这让科学家就懵圈了，干涉的情况，最起码需要两个粒子通过不同的缝隙发生干涉，那么单个的粒子是如何完成干涉的？基于这样的实验结果我们只能得出一个粒子，同时穿过了细缝A和细缝B，就如同它在选择细缝前出现了一个分身进入了另外一个细缝。

图：进行观测，屏幕上不会出现干涉图案。电子(或光子)表现出的不是波的性质，而是经典粒子的性质。

想要搞清楚这件事也很简单，看看、观测观测就知道了，然而情况并没有那么简单，当科学家对粒子的运动轨迹进行监测的时候，发现当发射出一个粒子时，粒子“乖乖“的选择了一条细缝通过，并且在屏幕上留下了一个亮点，干涉消失了。

这个实验说明了我们如果不去观察粒子，那么粒子通过细缝A的概率是100%，通过细缝B的概率也是100%。当我们进行观察时，如果细缝为两个，那么粒子通过任何一个细缝的概率是50%。同时也意味着观测会改变结果，那么在什么条件下观察会改变结果?观察对量子产生了什么影响?会发生影响的“观察者”是否有对象限制？人？还是无机物、非生命也会造成影响？

在“掩模”双缝实验中，狭缝P1打开，狭缝P2打开，或者两个狭缝都打开时，所呈现得结果不同。

薛定谔的猫

薛定谔提出猫的思维实验把双缝实验“过渡”到宏观层面：

• 建立了一个封闭的盒子,
• 盒子里面有个量子系统，即放射性原子，
• 当原子衰变时，量子系统就会释放毒气，
• 盒子里有一只猫，会被毒死，
• 在一个半衰期之后，猫是死是活?

这就是薛定谔的猫思想实验。

打开盒子等同于双缝实验中的观察，

1.你会发现放射性原子衰变，猫死了。

2.你会发现一只活猫，放射性原子还没有衰变。

这就如同双缝干涉实验，原子衰变的概率是不确定的，原子同时处于衰变态和非衰变态的叠加状态。而原子的衰变控制毒药释放与不释放，毒药的状态又决定了猫的生死，那么猫本身，必然处于量子叠加态。这种叠加态会出现一个很大的误区，很多人认为打开盒子之前猫处于两种状态的叠加，这种叠加的状态是50%死+50%活。

薛定谔设计了这个思维实验，但他并没有声称猫本身会处于量子态的叠加状态，即既死又活，就像在双缝实验中我们没有观察光子得到的干涉结果一样。他与爱因斯坦一样认为在打开盒子之前，生死已定，即50%死/50%活，而猫如何出现生死或者光子为什么会发生这样的情况，遵循什么样的物理定律我们还未发现。

他真正的目的是为了说明有些人误解了量子力学，得出一个荒谬结论盒子里是一只既死又活的猫。换句话说,量子系统实际上可以用所有可能的概率加权叠加,观察或测量总是显示一个且只有一个确定的状态。

在传统的薛定谔猫实验中，我们不知道量子衰变是否已经发生，猫死亡与否。盒子里的猫不是死就是活，这取决于放射性粒子是否衰变。如果猫是一个量子系统，那么猫既不是活的也不是死的，而是处于两种状态的叠加状态，直到被观察。然而，我们无法观察到猫既死又活的猫，因为观察就意味着要打开盒子，而盒子打开只有一个结果。

真正的量子叠加态的解释其实就是双缝干涉实验的结果，当猫在盒子中，我们不观察它，它活的概率为100%，死的概率也为100%，打开盒子一瞬间猫死的概率为50%，活的概率为50%。这正是哥本哈根学派波尔的解释，而是如今量子力学的主流解释。

正是在哥本哈根学派对于盒中之猫的解释，美国物理学家休·埃弗雷特提出了“平行宇宙”，因为盒子中的猫生死概率为200%，而打开盒子得到的结果为100%，那么少了100%哪去了。由于量子信息不守恒，他认为如果打开盒子时得到是猫100%活着的信息，那么另外100%死的猫的信息会发生在其他宇宙，即平行宇宙。

最后

这就是薛定谔猫延伸出来的解释，而这一切都基于双缝干涉实验量子通过细缝的不确定性，如果我们理解了双缝干涉实验，对于猫的解释也就见怪不怪了。

你对薛定谔的猫怎么看

要提薛定谔的猫需要先了解一下量子力学。

量子力学，微观粒子的不确定性。简单的说，抛一枚硬币，盖住。经典物理学的经典解释是50%向上50%向下。量子力学就不能这样解释了，在宏观世界里，在你盖住硬币的时候，正反已经确定了，跟你看没看没关系。在微观世界里，粒子不确定性是本身属性，它就是不确定的，正反面是同时存在的，是叠加态。听懂了吧，什么？不懂？

薛定谔表示，哦，我懂了。然后做了那著名的实验。一个黑箱子，一只猫和一套因放射性物质弄死猫的装置。放射性物质原子一半的概率衰变，衰变，猫死。不衰变，猫活。薛定谔说，“按照你那理论，现在这只猫应该是既死又活的叠加态了，怪不得被后人称之为神兽，呵呵。”

薛定谔的猫，是嘲讽量子力学概念的不完善！薛定谔崇拜爱因斯坦，爱因斯坦到死都不承认量子力学。

然后双方又争吵了一个世纪。然后美国物理学家埃弗雷特出来打圆场，其实吧有两个世界，一个世界猫活着，一个世界猫死了，两个世界同时存在，互不干扰。正是所谓的平行宇宙！

如何理解“薛定谔的猫”

薛定谔的猫是科学史上最著名的思想实验，围绕它的争论直到现在也没有结束。这是一个把量子力学应用到宏观世界时出现的神奇悖论。

叠加态

我们知道：量子的世界非常神奇，在量子的世界里，确定性被概率取代了，无论是粒子的位置、能量还是速度，都处于一种不确定的状态之中。

例如：氢原子是由原子核和核外的一个电子组成的，电子会围绕原子核高速运动。最初波尔在解释氢原子时，认为氢原子的电子存在不同的轨道。但是他发现这种理论只对氢原子有效，稍微复杂一点的原子都无法解释。后来人们终于发现：电子并不存在确定的轨道，他的空间位置是随机的，于是人们画出了电子云，表示氢原子中的电子出现在各个不同位置的概率。

在德布罗意提出物质波的概念之后，波恩通过概率说解释了物质波和波函数的含义：波函数表示量子系统中某个事件的概率。

比如波函数ψ(r,t)表示一个随着位置r和时间t演化的波函数，那么|ψ(r,t)|的平方就表示在位置r和时刻t找到粒子的概率。波尔等人认为这种观点是正确的，人们把这种对于波函数和量子力学基本问题的解释称为哥本哈根诠释。

更为神奇的是：因为量子系统的概率诠释，我们在没有进行观测时，不能确定一个例子的位置和速度等信息，因此量子系

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