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薛定谔的猫对应的是什么定律?一个创造性的解释破解

人气:181 ℃/2024-04-11 23:24:31

薛定谔的猫是物理学家薛定谔提出的一个思想实验,是指将一只猫关在装有少量镭和*********的密闭容器里。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有*********的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。

根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。但是是不可能存在即死又活的猫,则必须在打开箱子后才知道结果。该实验试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来,以此求证观测介入时量子的存在形式。

“薛定谔的猫”的物理学背景在于,一个粒子的态在被观测前具有多种可能态,用物理的语言来讲就是多个波函数的叠加。但是在观测之后,发现这个粒子其实处于叠加的多个波函数中的某一个。这样的实验事实令人费解:为什么粒子的态可以同时处于这个态,又处于那个态?而在观测之后,又固定在一个态上面了?为什么粒子的行为取决于我是否观测它?“薛定谔的猫”这个思想实验通俗易懂,描述了微观领域中,粒子违反逻辑的行为。

事实上,或许我们在认识薛定谔的猫佯谬的过程中,或许存在两个最重要的思维定势,以下是个人观点:

1.我们将自定义的数学模型和物体的客观状态混为一谈,存在偷换概念之嫌。因为放射性元素是否衰变,仅仅具有数学上的概率统计意义,虽然衰变态和不衰变态两种状态函数的叠加决定了在数学形式上猫存在既死又活的状态,但是这种状态仅仅是对应了衰变状态函数作用的数学结果和形式意义,或者从某种角度上说,我们将猫既死又活的状态重新解释为:猫生和死的概率都是二分之一更为合适;

2.我们或许没有充分定义“观测”的物理意义。个人认为,观测在认识客观实体的波函数状态中扮演了重要角色,任何事件在被观测之前,其状态函数必定是确定的,但对我们而言是未知的,所以我们只能探究各种状态存在的概率,但是观测将事件的未知性瞬间转变为确切性,实际上,这种观测的行为是具有物理意义的,我们从客观上可以把观测行为定义为一种相互作用,准确地说,可以定义为光子对事件施加的作用,这种作用有时很小,有时很大,例如,如果是针对薛定谔的猫佯谬,那么这种观测所能产生的物理意义是很小的,这种观测只是“告知”我们箱子里的现实状态,而不是改变了原来箱子里的现实状态。但如果是观测一个电子的行为,那么由于光子对电子的作用不能忽略,所以这时这种观测的物理意义就很大,这也是导致海森堡测不准原理的直接原因。我认为,我们或许可以将量子力学中这种观测的行为定义为一种新的算符,这种算符作用于波函数,可能导致两个结果:一,使概率事件确切化,例如在薛定谔的猫佯谬中,观测使得猫的状态从不知死活的状态变成非死即活的状态。二,改变微观粒子的波函数状态,例如当我们观测一个电子时,我们所接收到的观测结果是电子被施加影响后的状态函数,而我们永远无法得知电子被观测前的状态函数。

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