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薛定谔的猫为什么让科学家害怕(因为它很可能接近世界的本质)

时间:2023-08-05

薛定谔假设:在一个盒子里有一只猫,以及少量放射性物质

TIPS:本文共有 1561 个字,阅读大概需要 4 分钟。

导读:如果说要选出世界上最神奇的生物,那一定就是薛定谔的猫了!这个不知道究竟是死还是活的猫从诞生开始就吸引了无数人的目光,但这只是薛定谔假象出来的一个状态,现实中真的存在薛定谔的猫吗?

薛定谔的猫

薛定谔的猫是奥地利著名物理学家薛定谔提出的一个现实实验,是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演,是薛定谔为了阐述量子的状态而提出来的一个有趣的假象实验。

薛定谔假设:在一个盒子里有一只猫,以及少量放射性物质。放射性物质有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫,同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。那么问题来了,这只猫究竟是死还是活呢?

薛定谔的猫

我们知道,在经典物理学的范畴里,事物的发展只能导向一个结果,也就是在某一个时刻,这只猫已经处于死或者生两个状态中的某一个,而且是完全确定的结果。但量子力学中却并非如此。

事实上,在量子力学的范畴里,在我们观察到结果之前,由于量子世界没有观察者的介入,这只猫实际上可以同时处于死和生两种状态,也就是所谓不同量子态的叠加!

但这种状态会在盒子打开的一瞬间被破坏掉!因为盒子打开的同时,我们作为观察者介入了盒子这个系统,所以导致了盒子里量子系统开始坍缩,然后导向一个确定的结果。

量子坍缩

而这也是薛定谔想要通过这个假象实验向人们阐述的道理:量子的状态与我们认知的物体状态不同,量子可以单独处于一种状态和两种甚至多种状态的叠加,虽然这在现实世界是不可能的,但量子世界遵循的就是这样的规则。

薛定谔的猫真的存在吗

虽然薛定谔的猫是薛定谔假象出来的,但其所使用的系统几乎都是常见的物理素材,这是否意味着薛定谔的猫在现实中真的存在?答案自然是否定的!

实际上,即便有人针对的按照薛定谔的设定来制作出这样一个盒子,也根本不会出现这样一个处于生和死两种状态叠加的猫,因为我们在制作盒子的过程中,意识早已介入到了盒子里面。

薛定谔的猫与量子力学

所以,这个实验只能存在于假想中,现实世界中根本不会存在!况且我们所能观测到的现实基本都是宏观世界,然而宏观世界的物质却遵循着与量子力学完全不同的规则,这也是科学家们百思不得其解的地方。

当然,也正是因为薛定谔的猫在现实中并不存在,这才让我们的世界显得如此井井有条,如果这个“物理神兽”真的存在于我们的现实世界,将会带来无尽的麻烦,因为它可能指向了世界的某种本质!

量子力学

科学家们为什么对薛定谔的猫感到害怕

在薛定谔的猫这个假象实验被提出的时候,准确来讲,当量子力学被科学家认可的时候,许多科学家都对这个神奇的物理理念感到害怕,因为它真的是太恐怖了!

在此之前,如果任何一个人告诉你,世界其实是随机的,想必所有人都会认为他精神有问题!但量子力学的出现却改变了这一切,原因很简单,世界可能真的是随机的。

与宏观世界遵循的物理法则不同,量子力学充斥着随机以及观察者的概念!你很难想象一个量子可以同时处于两个位置,但这确是一个无可辩驳的事实!甚至就连虚无缥缈的意识也可以对量子起到作用,这更是闻所未闻的事情。

量子的运动规则

因此,科学家才会对薛定谔的猫所展示的量子力学随机和量子态叠加的特性感到害怕!因为他们无法想象,世界为什么会建立在这样一个随机的概念上!所以,科学家们在认可了量子力学之后情不自禁地说:上帝也许是通过骰子创造了我们的世界!

当然,虽然量子的世界几乎充斥着随机性,但量子力学确实相当严谨的科学理论。尽管经过多年的发展,量子力学已经非常完善了,但却并不代表它就一定是正确的,因为量子力学和相对论无法融合!

量子力学

宏观世界和微观世界各自遵循着完全不一样的物理系统,这显然是不合理的,所以一些科学家认为,或许存在更为完善的物理系统,能够解释量子不确定性的来源,也许到了那个世界,量子世界将会重新拥有秩序,所谓的随机或许只是在遵循着我们看不懂的规则而已!

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