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薛定谔的猫:量子物理的终极秘密

不知你是否相信命运的存在,一定要认真听我讲完这个视频,很有可能颠覆你的三观。故事还要从上个世纪讲起,1927年深秋,在比利时举办的第五届索尔维会议上,以爱因斯坦为首的传统物理学派和以玻尔为首的哥本哈根学派量子物理展开了激烈的辩论。玻尔认为,任何物质在没有被观测前处于一种叠加态,也就是随机的状态,就我们的世界是随机和不确定的。但爱因斯坦认为这违背了物理学的基本定律。由此,两个学派展开了长达百年的世纪之战

量子物理的世纪之争

为了反驳哥本哈根学派,同样支持爱因斯坦薛定谔展开了一个大胆的思想实验,这就是闻名于世的薛定谔的猫。假设将一个原子设备放入一个不透明的箱子中,同时在箱子里还有一只可怜的猫,如果原子衰变,那么毒气瓶将被打破,猫就会被毒死。如果原子没有衰变,那么猫就会好好的活着。当盒子关闭时,我们看不到内部,所以那个原子处在衰变和不衰变的叠加状态。因为原子的状态不确定,所以它是否打破了毒气瓶也不确定。而毒气瓶的状态不确定就会导致猫的状态也不确定,只有当我们打开箱子查看才能确定猫的生死。

这时问题也随之出现,当我们没有打开箱子时,这只猫处在什么状态?大部分人首先想到的是要么是死的,要么是活的,概率分别为50%。但我可以毫不犹豫的告诉你,这种思考方式是完全错误的。量子力学的特别之处就在于它允许猫在死和活两种状态之间存在中间态氮,在经典物理的理解中,猫却只有死或活两种状态。

到这里为止,薛定谔想表达的问题就出现了,他把量子效应放大到了我们的日常世界,就是为了证明一只不死不活的猫在现实世界中实在过于荒谬,这种叠加态根本无法用经典直观的语言去表达,所以这也是薛定谔的猫的独特之处。

量子叠加态的终极谜题

但这个推论如果成立,那么不仅仅是猫,所有的一切,当我们不去观察的时候,都是处在不确定的叠加状态,因为世间万物也都是由服从不确定性原理的原子所构成的。在此实验后,双方依然进行了无休止的争论。但让人遗憾的是,玻尔爱因斯坦还是未能在有生之年达成共识,并且直到今天,物理学界都没有一个人能给出近乎完美的答卷。

从两学派长达百年的世纪辩论,到薛定谔的猫引发的众多思考,我们仿佛置身于一个越来越奇怪、越来越凶险、越来越让人捉摸不透的世界。至此,所有问题的起因都指向了导致经典物理学崩塌的那次事件,杨氏双缝干涉实验

我是舰长,我一直都在。

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薛定谔的猫:量子物理的恐怖思想实验

我承认张朝阳的知识水平很高,但是假如我拿出**薛定谔的猫**,阁下又该如何应对呢?1927年深秋,在比利时举办的第五届索尔维会议上,以爱因斯坦为首的传统物理学派和以波尔为首的哥本哈根学派就**量子物理**展开了激烈的辩论。

波尔认为,任何物质在没有被观测前总是处于一种**叠加的状态**,也就是随机不确定的状态,但爱因斯坦认为这违背了物理学的基本规律。由此,两个学派展开了长达百年的**世纪之战**。

薛定谔的猫:量子物理的恐怖思想实验

薛定谔的猫:叠加态的思想实验

为了反驳哥本哈根学派,同样支持爱因斯坦的薛定谔提出了一个大胆的思想实验,这就是著名的**薛定谔的猫**。假设将一个原子设备放入一个不透明的箱子中,在箱子里还有一只活的猫,如果原子衰变,那么毒气瓶将被打破,猫就会被毒死。如果原子没有衰变,那么猫就会好好的活着。

当盒子关闭时,我们看不到内部,所以原子处在衰变和不衰变的**叠加状态**。因为原子的状态不确定,所以他是否打破了毒气瓶也不确定,而毒气瓶的状态不确定就会导致猫的状态也不确定。只有当我们打开箱子查看时,才能确定猫的生死。此时问题也随之出现,当我们没有打开箱子时,这只猫是处于什么状态?

大部分人首先的想法要么是死的,要么是活的,概率分别为50%。而量子力学的特别之处就在于它允许猫在死和活两种状态之间存在中间态氮。在经典物理的理解中,猫却是只有死或活两种状态。到这里为止,薛定谔想表达的观点就出现了,他把量子效应放大到了我们的日常世界,就是为了证明一只不死不活的猫在现实世界中实在过于荒谬。

未解的量子谜题

这种**叠加态**根本无法用经典直观的语言去表达,这也是薛定谔的猫的独特之处。但这个推论如果成立,那么不仅仅是猫,所有的一切,当我们不去观察的时候,都是处在不确定的叠加状态,因为世间万物也都是由服从不确定性原理的原子构成的。

在此实验后,双方依然进行了无休止的争论,但让人遗憾的是,波尔和爱因斯坦两位物理学家依然未能在有生之年达成共识,并且直到今天为止,物理学界都没有一个人能将这道题解出完美的答案。

从两学派长达百年的**世纪之战**,再到薛定谔的猫引发的众多思考,我们仿佛置身于一个越来越奇怪、越来越神秘、越来越让人捉摸不透的世界,不知屏幕前的你感觉到了吗?

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