【科普】薛定谔的猫

可能很多人都知道“薛定谔的猫”这个网络流行的梗,并且在一定程度上使用过,但这个梗的原理你真的知道吗?
我们先来看看百度百科给出的解释:

薛定谔的猫(英文名称:Schrödinger’s Cat)

是奥地利著名物理学家薛定谔(Erwin Schrödinger, 1887年8月12日~1961年1月4日)提出的一个思想实验。

将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。但是,不可能存在既死又活的猫,则必须在打开容器后才知道结果。

该实验试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来,以此求证观测介入时量子的存在形式。随着量子物理学的发展,薛定谔的猫还延伸出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。

图片来源:百度百科
好了,上面的解释可能有点复杂,对吗?如果你对一些物理学知识不是那么了解的话,看完这个,你可能又产生了很多别的疑惑,比如:量子叠加 是什么呢?

那么,接下来,我会用一种较为通俗的说法来为大家解释一下这个定理。

这样说吧,其实“薛定谔的猫”讲的是量子力学的一个梗。科学家们在研究微观世界的时候,会产生很多的疑惑和不确定性,甚至会有一些“诡异”的,无法用现代科学所解释的现象。那么这种不确定性就是“薛定谔的猫”。

就好比“拆快递”或者“抛硬币”,在快递还没被拆,硬币抛起还没落下的时候,你永远不知道快递里面东西的好坏和硬币落下时的正、反面。这种带有极大不确定性的事件就被称为“薛定谔的猫。”

那么量子叠加呢?

就好比一只被装在盒子里的猫,你并不知道这只猫是活着还是死了。量子叠加,就是指在打开盒子之前这只猫处于一种既活又死的状态。但是,我们知道,这种状态无论在什么时候,都是不可能发生的,所以,“薛定谔的猫”其实是在对“量子叠加”这种物理理论的讽刺。

网图/侵删

接下来,我再用“平行宇宙”的观点来解释一下这个定理。

用人类一直在探索的一个话题“另一个宇宙会不会有另一个我”作为开端。

人们经常会想:在另一个平行宇宙里面会不会有另外一个自己。如果有的话,那他和我长的一样吗?他的职业和我相同吗?他的经历和我相同吗?

我们看很多小说中都有穿越的情节,主角也大都具有“金手指”,这类“爽文”其实是人类在自己求而不得的时候,希望另一个世界的自己能够得到自己没有得到的东西,弥补自己从前留下来的遗憾。

那么,在“薛定谔的猫”看来,平行宇宙这种想法可能是真的,另一个时空中存在另一个自己也可能是真的,甚至不止有一个平行宇宙,也不止存在一个我。但是,这种想法我们现在并没有办法得到证实,这也是真的。

这种存在概率的问题,就被称作“薛定谔的猫”。

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那么现在,你明白“薛定谔的猫”是什么意思了吗?

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