薛定谔猫

薛定谔猫是一个很有趣的实验,它是薛定谔用来告诫波尔宏观世界不存在态叠加的一个实验。很可惜这一点薛定谔是错的,随着量子力学的发展,科学家先后通过各种实验证明了宏观世界的量子态叠加。

图片照于薛定谔讲演录

要想了解一个实验,我们就得从这个实验的人说起。话不多说,直接介绍薛定谔的人生色彩。

埃尔温·薛定谔(Erwin Schrödinger,1887年8月12日—1961年1月4日),男,奥地利物理学家,量子力学奠基人之一,发展了分子生物学。维也纳大学哲学博士。苏黎世大学、柏林大学和格拉茨大学教授。在都柏林高级研究所理论物理学研究组中工作17年。因发展了原子理论,和狄拉克(Paul Dirac)共获1933年诺贝尔物理学奖。又于1937年荣获马克斯·普朗克奖章。特别值得一提的是,薛定谔一生情人众多,妻子无生育能力,因此他的一生充满了浪漫色彩。

1887年8月12日~1961年1月4日,薛定谔提出了一个想像实验,是指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。这只不死不活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。但是由于当时的科技水平无法观测到不死不活的猫,所以薛定谔得出来宏观状态不存在量子态叠加的错误理论。随着量子力学的发展薛定谔猫实验备受争议,同时也延伸到平行宇宙的物理问题。

电影《薛定谔的猫》充分演示了平行宇宙同时也表达出了人性的贪婪,有兴趣的朋友可以去看看,记住里面细节诸多,列如杯子的变化。

可话又说回来,若是薛定谔猫实验在实验里被实现那么有多少猫要惨遭薛定谔的手。这个实验是否违背了《动物保护法》。不过不得不承认薛定谔是对继德布罗意波之后对波的伟大贡献人之一。我比较喜欢的是他的波动方程(薛定谔方程),虽然它在数学形式上等价于矩阵力学但是它可比矩阵力学简洁,不知道你是怎么觉得的呢?

图示为薛定谔方程

文章最后我还是以薛定谔的一句话为结束语吧!让我们一起走向薛定谔这个物理伟人吧!

永恒的行动和生活已经形成,用温柔的爱的束缚将你簇拥。什么在波动的幻想中躲躲闪闪,与亘古长存的思想一起高枕无忧。

                                                          ——E.薛定谔

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