薛定谔的猫

薛定谔的猫应该是史上最著名的猫了。它来源于1935年的一个思想实验。

“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加的著名思想实验,是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。这里必须要认识量子行为的一个现象:观测。微观物质有不同的存在形式,即粒子和波。通常,微观物质以波的叠加混沌态存在;一旦观测后,它们立刻选择成为粒子

这个实验很简单,就是把一只猫和一只毒气瓶放到一个密闭的盒子里,毒气瓶有50%的可能释放毒气把猫杀死,也可能不释放毒气。除非我们打开盒子,我们是不知道猫是生还是死的,换句话说,这只猫处于生和死的叠加状态,只有当我们打开盒子观测时,猫的状态才从叠加态坍缩成生活死的确定状态。

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知乎上有一个叫maoooo的兄弟打了一个有趣的比方:

举个栗子。你认识个妹子,她跟你很暧昧,这时候我们称她为“薛定谔的妹子”。薛定谔的妹子有几个状态:女朋友,好朋友,同学和陌生人。现在她处于这几个状态的叠加态,在测量之前你并不知道她是哪个。如何测量?表白!表白之后妹子就不是叠加态了,而是4个状态中唯一的一个状态。当然咯妹子不是随机塌缩的,是有概率分布的。比如你比较帅(有钱),那妹子塌缩成女朋友的概率也会增大。

其实一切不确定结果的事都可以加上薛定谔,比如“薛定谔的滚”。妹子让你滚,在你做出行动前,你并不知道她是让你回去抱她还是真的让你滚……

所以薛定谔的猫代表了量子世界的不确定性,薛定谔为了让大家在宏观世界里了解这种不确定性(即多种状态的叠加状态),发明了薛定谔的猫,目的是说明我们的观测会让多种状态最终变成确定的一种状态。

其实我觉得maoooo兄弟的例子更好,因为向妹子表白的确可能影响你和妹子的最终状态,比如从朋友状态到陌路状态。但是在薛定谔的猫实验中,打开盒子并不会影响猫的状态,只是我们知道了猫的状态而已。

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