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想懂量子力學?還是讓你養的貓教你

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  1

  盡管貓主子就是你的一切,但要說它能帶你理解量子力學,你恐怕一時難以接受。


  但是仔細想想你就能發現:“貓,是最具有量子屬性的一種宏觀世界的生物。”

  舉個例子。

  你每天下班回家,你將有可能面對兩種有天壤之別的場景——

  有些時候,你的貓乖巧地在門口等你,蹭蹭你的腿,你簡直願意把全部工資上繳給主子買糧食買玩具。

  但另一些時候,迎接你的是爛掉的耳機線、摔碎的玻璃杯、爆出棉花的沙發一角,以及你恨不得一腳踹飛的貓。

  它還一臉“不怪我是它們先動手”的無辜表情。

  而整件事最微妙的一點在於,在你每次打開家門的瞬間之前,你都無法確知,今天你的貓是天使還是魔鬼。

  如果用量子世界的語言來說,那麼你家的貓在你開門之前,處於天使與魔鬼的疊加態。


  你想到了什麼?

  

  2

  薛定諤的那只既活又死的貓,也是如此。


  在封閉不透明的盒子裡放一只貓,再放入一個放射性原子。盒子裡還有一個檢測原子衰變的裝置,與毒氣釋放裝置相連。

  這個原子有衰變的幾率,如果衰變就會觸發檢測裝置,進而觸發毒氣裝置釋放毒氣,貓就被毒死;如果原子不衰變,貓就繼續活著。

  這個略顯殘酷的思想實驗,其實是薛定諤對量子力學中哥本哈根學派的反擊。雙方的 battle 是這樣的——薛定諤創建了波動方程,能夠嚴謹而自恰地解釋微觀粒子系統,著名的薛定諤方程在量子物理中的地位,如同宏觀物理中的經典力學牛頓三大定理一樣重要。

  薛定諤認為,波函數是空間分布函數,微觀粒子就像波一樣,在空間中按照波函數的規律排列。

  哥本哈根學派的代表人波恩卻不這麼看。他將波函數視為隨機的概率,它代表的不是微觀粒子的具體位置,而是在某個位置出現的概率,這些概率形成的概率波按照波函數發展。

  可是,物理學的終極意義就是找到解釋世界的規律,怎麼能容忍擲骰子一般的隨機概率?

  薛定諤對“哥本哈根詮釋”很不滿,於是要用薛定諤的貓來證明這種詮釋的荒謬性:你們不是說原子的衰變是隨機的,原子處於既衰變又不衰變的狀態嗎?那就會有一只既活又死的貓咯?這怎麼可能!貓的狀態肯定是要麼活,要麼死,並且在我們打開盒子之前就被決定好了。
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