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薛定谔的猫是什么意思(什么是薛定谔的猫？)

薛定谔的猫是我们大多数人可能听说过的东西，但我们中有多少人真正知道它意味着什么？

今天我们来讨论一下的丁雪猫在说什么。

20世纪初的物理学家欧文·薛定谔对量子理论做出了巨大贡献，并于1933年获得诺贝尔物理学奖。相信物理系的朋友对他不会陌生，薛定谔方程会贯穿整个量子力学课程。

然而，他最出名的是“薛定谔的猫”，这是他为了反对哥本哈根学派关于波函数的观点而用猫做的思想实验，但后来，它被广泛用于描述宏观和微观物理系统之间的差异。

欧文·薛定谔

这一切是怎么开始的？

自20世纪初量子力学诞生以来，在原子和亚原子水平上解释物理现象取得了巨大成功。量子力学的理论预言与实验结果高度一致，这使得大家从对量子力学原理的怀疑，到承认其正确性。

众所周知，在双缝干涉实验中，无论是光还是电子通过平行双缝的障碍物，很多干涉条纹都会留在后屏上，而不是双缝对应的两条亮条纹。在那之后，科学家们改变了用单个光子或单个电子重复实验，仍然在屏幕上留下干涉条纹，这并不像预期的那样只走一条路。

电子双缝干涉实验

这证明了光和电子的波动特性，量子力学很好地说明了干涉条纹的明暗用波函数表示概率。然而，在这之后，以爱因斯坦为代表的物理学先驱和以玻尔为代表的哥本哈根学派，就这个波函数的概率展开了旷日持久的争论。

假设自旋为0的介子衰变为电子对，由于角动量守恒，两个分离的电子必然有相反的自旋，总自旋仍然为0。所以如果你让它们朝相反的方向飞，然后测量电子的自旋。如果观察者测量到其中一个电子向上旋转，他立刻知道另一个电子向下旋转。

根据哥本哈根学派的观点，电子的自旋在测量之前是不确定的，这使得电子的状态向量坍缩，产生电子向另一个方向的自旋。这也是大多数物理教科书中的观点。

然而，爱因斯坦和薛定谔认为哥本哈根学派违反了狭义相对论。他们认为电子在产生的那一刻就有确定的自旋方向，但量子力学无法告诉他们。换句话说，量子力学是不完整的。

薛定谔用猫做了一个图像实验。想象一下，做一个这样的黑盒子，里面放一只猫。这个黑匣子里有一个储存放射性物质的毒气装置，可能会也可能不会发生原子衰变。这两个过程的概率是相等的。如果发生原子衰变，这个原子就会触发装置，释放有毒气体，猫就会死。如果它不腐烂，猫就没事了。

那么，如果我们不打开盒子，猫是生是死呢？

根据哥本哈根学派的观点，如果猫可以被视为量子力学的研究对象，那么它们被囚禁在黑箱中之后的状态可以用波函数来描述。换句话说，在盒子打开之前，猫的状态是完全未知的，所以猫被认为是同时处于生与死的量子叠加状态。

只有当外部观察者打开盒子时，猫才被迫选择一种状态，要么活着，要么死了。如果你发现猫死了，那么哥本哈根量子力学学派对这个悲剧的理解是这样的:你的观察杀死了猫。

薛定谔认为猫在打开黑盒之前处于一种死而复生的状态，这是一种谬论。

量子理论用来描述电子、质子等亚原子粒子的行为，其核心是波函数的概念。波函数描述了这些粒子的所有可能状态，包括深圳生命网的能量、动量和位置的性质。

但现在已经证明，量子态坍缩不仅仅是由有意识的观察者驱动的。事实上，量子粒子的每一次相互作用都会使其状态崩溃，这也是量子计算机现在面临的问题。

“薛定谔的猫”不是真正的实验，甚至不是任何科学理论的一部分。薛定谔用猫构建了他的假设实验，以证明对量子理论的简单误解会导致与现实世界不一致的荒谬结果。这只是一个虚构的隐喻性描述工具。不幸的是，许多人继续传播这样的误解，即量子状态(和现实本身)是由有意识的观察者决定的。用量子论以非实质性、不科学的方式讨论现实、意识甚至形而上学的本质，非常流行，真的让人哭笑不得。