怎么用逻辑解释薛定谔猫?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/08 16:07:48
死-活叠加态?

我们对于物体的探索仅限于测量或推测与该物体有关的信息。通过这种信息来说物体处于这样或那样的状态。再猫实验中,有关猫是死是活的信息由于箱子的存在而无法测量。认知这一信息唯一用道的是已知的箱子的设置信息。这一信息直接与已知的放射性物质的量子态挂钩。由于这一量子态属于“|放射>+|不放射>”态,毒气装置的可用信息表明毒气装置处于“|开启>+|不开启>”状态。鉴于猫的死活与毒气装置是否开启直接挂钩,从已知信息可推知猫处于“|死>+|活>”态。这一过程中,我们并不直接可以测量猫的状态。而用于推测猫状态的信息显然受了量子叠加态的影响。因而造成一种假象,猫处于死活叠加态。所以,是猫的不确定信息使猫似乎处于“死活叠加态”。猫并不真的处于这种状态。

薛定谔的猫(Schrödinger's cat)是关于量子理论的一个理想实验。

尽管量子论的诞生已经过了一个世纪,其辉煌鼎盛与繁荣也过了半个世纪。但是量子理论曾经引起的困惑至今仍困惑着人们。正如玻尔的名言:“谁要是第一次听到量子理论时没有感到困惑,那他一定没听懂。”薛定谔的猫是诸多量子困惑中有代表性的一个。这个猫十分可怜,她(假设这是一只雌性的猫,以引起更多怜悯)被封在一个密室里,密室里有食物有毒药。毒药瓶上有一个锤子,锤子由一个电子开关控制,电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变,则放出阿尔法粒子,触动电子开关,锤子落下,砸碎毒药瓶,释放出里面的氰化物气体,雌猫必死无疑。这个残忍的装置由薛定谔所设计,所以雌猫便叫做薛定谔猫。原子核的衰变是随机事件,物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间。如果一种放射性元素的半衰期是一天,则过一天,该元素就少了一半,再过一天,就少了剩下的一半。但是,物理学家却无法知道,它在什么时候衰变,上午,还是下午。当然,物理学家知道它在上午或下午衰变的几率——也就是雌猫在上午或者下午死亡的几率。如果我们不揭开密室的盖子,根据我们在日常生活中的经验,可以认定,雌猫或者死,或者活。这是她的两种本征态。但是,如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫,则只能说,她处于一种活与不活的叠加态。我们只有在揭开盖子的一瞬间,才能确切地知道雌猫是死是活。此时,猫的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态。量子理论认为:如果没有揭开盖