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如何看待薛定谔的猫实验中叠加态的猫?优质

818次浏览| 2022-07-29 22:03:17 更新
来源:互联网
6个回答
满意答案

对于世界而言没有意义,不是叠加态。什么是薛定谔猫?一只猫被装在一个箱子里,里面有盖革计数器,和稀薄的放射性元素。如果元素衰变触发计数器,则通过一个技术手段在箱子里放出毒气,从而毒死这只喵星人。其中原子衰变的概率是50%。如果你把这个装置放在这里一个小时后过来看,猫可能是死也可能没被毒死,这完全取决去放射性元素是否衰变。

也就是在你打开箱子之前猫是死是活不确定,更确切说他既不是死的,也不是活的。是死和活的叠加态: (当然我没有归一化);这是一个量子态。等你打开箱子猫一定就是死或者活。那么死之前状态怎么确定呢。这就是涉及到量子测量问题:如果一个量子态处于多个本征态的叠加态,只要进行测量叠加态就会塌缩到一个确定的态上。对于薛定谔猫打开盒子之前是处于死活叠加态,但是由于观测也就是测量,引起塌缩所以他要么死要么活就是确定的了。这个意义不是说你打开之前就确定的了,而是你打开盖子之后那一瞬间决定的。如果你有n组猫,那么打开前他们都是一样的,打开后却有一半死一半活,而且无论你通过什么手段知道猫的死活都是一次测量,都会引起猫的态塌缩。首先观测一个物体的物理量需要一个东西去作用测量物体,然后得到作用后的反应,我们产生观测结果。对于马,首先是太阳光作用到马身上,马吸收一部分光,把剩下的反射到我们眼睛中,然而我们可见的光波长是340-760nm,说明对于白马可能不吸收这个波段的光。如果对于一个动物,他看见马是红色的,前提他的处理色彩和光的系统和我们相似。那么他可能只能看见红色光的波段610-750nm。但是对于马来说他变了么,他干什么了么,答案是都没有,反射的光也没有变,只是人类和那种动物的识别有差别而已。颜色只是人类对于一个物体的视觉物理量的定义。所以并不是叠加态。对于马有评论说光的照射也是一种测量,所以我们看见的颜色,只是叠加态塌缩而已。其实不然,光的照射到反射到眼睛里,这个过程可以看作测量,但是对于每个人每一次测量的结果都是一样的,说明马出去颜色的本征态上,而不是叠加态。(你不要再问色盲测量的颜色不一样了,或者在其他颜色灯光下测量颜色也不一样了。 )

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把一只猫放进一个不透明的盒子里,然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。设想这个放射性原子核在一个小时内有50%的可能性发生衰变。如果发生衰变,它将会发射出一个粒子,而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置,打开装有毒气的容器,从而杀死这只猫。根据量子力学,未进行观察时,这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态,但是,如果在一个小时后把盒子打开,实验者只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”两种情况。薛定谔在1935年发表了一篇论文,题为《量子力学的现状》,在论文的第5节,薛定谔描述了那个常被视为恶梦的猫实验:哥本哈根学派说,没有测量之前,一个粒子的状态模糊不清,处于各种可能性的混合叠加。比如一个放射性原子,它何时衰变是完全概率性的。只要没有观察,它便处于衰变/不衰变的叠加状态中,只有确实地测量了,它才会随机地选择一种状态而出现。那么把这个原子放在一个不透明的箱子中让它保持这种叠加状态。薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置,每当原子衰变而放出一个中子,它就激发一连串连锁反应,最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶,而同时在箱子里的还有一只可怜的猫。事情很明显:如果原子衰变了,那么毒气瓶就被打破,猫就被毒死。要是原子没有衰变,那么猫就好好地活着。

量子物理学适用于微观物理体系! 猫——宏观的、不是基本的物理体系!

薛定谔猫问题设定:不开箱,观测者不得知箱内猫的性态,开箱才可知。则观测者推测此猫亡或活,并给出此二个性态的概率描述,即不确定性(也称“波动性”)描述,也就是:或是死及其概率、或是活及其概率的叠加态的描述。显然,该叠加态是箱外观测者的推算,不是箱中猫的真正状态!更不是该猫既死又活状态!!!该猫分别以一定的概率要么是死 要么是活着!开箱观看猫,就是实验验证观测者的推算精准性!

由于观测的限制,对微观体系也只得给出不确定性即波动性描述,但是要应用量子物理的理论方法计算出相应的性态及其概率数值,即线性叠加态的描述。

而上述猫的性态及其概率,根本不是用量子物理学理论方法计算的。 二者不要混搅一起乱讲!

其实就是对不确定性(即波动性)给出概率描述!根本没什么玄幻妖魔怪惑所在!

用猫给普罗大众解说量子物理不太有助,反倒会使其更极度迷乱!

薛定谔的猫实验是为了灌输叠加态概念而举出来的例子。与其言之凿凿地声称物理本身就是叠加态的,还不如承认暂时不知道更深的机制。既然叠加态解释与实验现象吻合,就当作叠加态是真的吧。究其根本,叠加态到底算不算本质,前人早就为此辩论过了。在新的成功的解释说明“叠加态”产生的原理之前。叠加态就是目前最根本的物质性质。薛定谔的猫的这个假想实验是薛定谔用来怼别人而假想出来的。他把对方的理论(被宏观观测之前处于叠加态)进行放大,以“打开箱子进行确认之前猫是处于生或死的叠加状态”这一滑稽可笑的结果来怼对方,也就是说他本人是反对这一观点的,他所提出的叠加猫恰好是他认为不存在的东西。

至于关于颜色的问题又是另一回事了吧,颜色只是人对于自己观察到的波长进行的定义,世界本身是没有颜色这个概念的。

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怎么确定这个猫是叠加态的呢?现在归根结底只是假设猫的死活是叠加态,却没有任何原理或者实验来证明在没观测前猫是属于叠加态的。还有一个问题,假设在没观测前猫属于叠加态,那么在打开盒子的瞬间,猫有两种状态,一种死,一种活,如果是死了,那么死亡是有一个过程的,不可能在打开盒子的瞬间就死亡,所以当观测到猫在打开的瞬间已经死了,恰恰可以证明薛定谔认为叠加态的猫,其实在没观测前就已经死了

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把猫放到透明盒子里有什么区别吗?如果没有区别,还有什么所谓的叠加态?微观粒子的实际情况也完全相同,因为微观粒子变化极快(时间流速快),我们的测量需要在一个时间段内完成,测量某时刻电子的状态,就如测量现在时刻至24小时之间的天气,不知会落在哪个时刻。因此感觉有状态叠加。

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