什麼是“薛定諤的貓”?

一、簡單介紹

薛定諤的貓(英文名稱:Schrödinger’s Cat)是奧地利著名物理學傢薛定諤(Erwin Schrödinger, 1887年8月12日~1961年1月4日)提出的一個思想實驗。是指將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。鐳的衰變存在幾率,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,則必須在打開容器後才知道結果 。

該實驗試圖從宏觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題,巧妙地把微觀物質在觀測後是粒子還是波的存在形式和宏觀的貓聯系起來,以此求證觀測介入時量子的存在形式。隨著量子物理學的發展,薛定諤的貓還延伸出瞭平行宇宙等物理問題和哲學爭議。

註:思想實驗是指:使用想象力去進行的實驗,所做的都是在現實中無法做到或現實未做到的實驗。

二、薛定諤是誰?

埃爾溫·薛定諤(Erwin Schrödinger,1887年8月12日—1961年1月4日),男,奧地利物理學傢,量子力學奠基人之一,發展瞭分子生物學。維也納大學哲學博士。蘇黎世大學、柏林大學和格拉茨大學教授。在都柏林高級研究所理論物理學研究組中工作17年。因發展瞭原子理論,和保羅·狄拉克(Paul Dirac)共獲1933年諾貝爾物理學獎。又於1937年榮獲馬克斯·普朗克獎章。

物理學方面,在德佈羅意物質波理論的基礎上,建立瞭波動力學。由他所建立的薛定諤方程是量子力學中描述微觀粒子運動狀態的基本定律,它在量子力學中的地位大致相似於牛頓運動定律在經典力學中的地位。提出薛定諤貓思想實驗,試圖證明量子力學在宏觀條件下的不完備性。亦研究有關熱學的統計理論問題。在哲學上,他確信主體與客體是不可分割的。主要著作有《波動力學四講》《統計熱力學》《生命是什麼?——活細胞的物理面貌》等。

三、代表的寓意?

根據“薛定諤的貓”的故事,我們可以推理:在沒有打開容器前,貓同樣處於一種“死-活”的疊加狀態。隻有打開容器的瞬間才會觸發貓的“生”或“死”。

現在這個原理多用來比喻不確定結果的事情。如果有件事,我沒去做之前有成功-失敗兩種可能,概率各占50%;而我一但去做瞭,就隻能有一種結果,並且這種結果,是由於我去做的這個行為直接導致的。

四、其它補充資料

平行宇宙學說

對於薛定諤的貓這一問題,現在的物理學界還沒有得到有效的解決方案,所以也誕生瞭一系列假說,比較非常著名的當屬“多世界詮釋”(平行宇宙)。

1957年,科學傢休·艾弗雷特提出瞭著名的“多世界詮釋”。他認為:在進行薛定諤的貓的實驗時,箱子裡原本就有兩個世界。這兩個世界在箱子外的情況完全相同,隻是一個世界裡箱子裡有個死貓,而另一個世界裡箱子裡有一隻活貓,隻不過這兩個世界是糾纏在一起的。當我們打開箱子進行觀測時,這兩個世界就會發生分離,從此之後各自變為一個新的世界,而且彼此毫無影響。

雖然科幻片裡很多運用這一假說演繹瞭各種奇幻燒腦的故事,但目前學術界普遍不認同此觀點。

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