成为科普作家尝试4

        今天讲一下薛定谔的猫吧。说起薛定谔大家可能知道他是一个养猫的，薛定谔的猫嘛。可大家知道薛定谔的猫是用来描述什么的吗？薛定谔的猫其实是薛定谔在描述量子力学中粒子的叠加态的问题所作的一个比喻。薛定谔的猫说的是如果把一只猫放在一个装有一定量放射性元素的盒子里。在我们没有打开盒子之前，我们并不知道这只猫是死是活，因为盒子里的放射性元素随时都有可能衰变。放射性元素衰变放出高能粒子，也就是我们常说的辐射，过量的对生物体有一定的损害，严重可导致死亡。

        为什么辐射会损害生物体呢？大家知道当一个原子核它的核子数（质子数加中子数）太大的话，这个原子核就处于一种不稳定的激发态，就好像一个人吃多了想吐。原子核的核子数多了也会吐出点东西来。比如阿法粒子（本质：两个质子和两个中子所组成的氦原子核）贝塔粒子（本质：高能电子）这些都是从原子核中释放出来的。释放的过程通常还会伴有伽马射线。在这上述三种射线中其中以阿法粒子组成的阿法射线的电离能力最强。电离用通俗的语言来解释就是原子因为某种原因它失去外层的电子。电离有很多种，在此不一一赘述。阿法粒子使原子电离主要靠它自己本身的质量和动能“撞开”原子外层的电子。原子“被”电离后心情非常不好，就好比你在大街上突然被人扒衣服一样。如果生物体直接暴露在阿法射线下，阿法射线就有可能破坏细胞内的DNA，导致细胞内的遗传物质改变，就有可能导致癌症，过量辐射可能直接导致死亡。

        又扯了一大堆，回到那只猫那。我们在打开盒子观察猫之前是不知道猫的死活的，它处于一种又死又活的一种叠加态，当我们打开盒子观察里头的情况时我们才能确定这只猫是死是活。这时候这只猫只有一种状态，要么死翘翘要么活的好好的。而在我们没有打开盒子之前这只猫是处在一种死活的叠加态中。这个比喻形象的描述了量子力学中的一个重要的原理叫做不确定性原理，又叫测不准原理。这个原理是说如果我们想知道一个微观粒子的位置，我们去测量它，我们测量出的粒子位置越准确我们对这个粒子的运动速度就越不确定。反过来如果我们对一个粒子的运动速度了解的越精确，我们就对这个粒子的位置就越不确定。也就是说我们对于微观粒子的运动速度和位置这两个物理量只有一个是能够精确已知的。正所谓鱼和熊掌不可兼得。薛定谔对此还专门创造一个方程来描述微观粒子的状态。这就是著名的薛定谔方程。其中有个叫波函数的东西，经常听到什么波函数的坍缩这类高深的名词，其实就是像我们打开盒子观察里头的猫的死活一样。一旦我们观察了，叠加态消失，只剩下了一种状态，非死即生。原本是两种，现在一观察变一种了。信息丢失，波函数坍缩。

        无戒21天写作训练营日更第五天