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「薛定谔的猫」是薛定谔设计的一个思想实验,目的是对「人类意识具写例关有特殊的独特地位」说法进行的嘲讽。划重点,嘲讽,或者说反讽。
它的意思是:如果哥本哈根派物理学家们认为人类意识具有特殊地位,那么按照薛定谔的实验操作,就会制造非圆铁成李扩一只即死又活的猫,而即死又活的猫显然是荒谬的。从而,青面易粮钢散读元种薛定谔暗示,人类意镇各调拉务降识决定波函数坍缩,这个观点是格妒具足皇号显荒谬的,爱因斯坦也这么认么为。
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以上用通俗的你何州益育语言,介绍了薛定谔视众洋凯路门沙而害足审的猫的来历。下面来说说详细情况。
在量子物理中,认为微观粒子本身处于波函数定义的所有状态的叠加态,只有当对色船皇革规伯该微观粒子的具体状态进行测量时,波函数才坍缩到某个特定的值,你才能知道该粒子究竟处于什么状态。
有关「观测导致波函数坍缩」这一点,虽然有争议,但基本频上还算是主流观点,有异议的是「什么叫做观测」鸡洲则构。
A:一种学派认为,损守斗技证早家常做伯只有触发了人类的意识,才被视为观测,而仪器的却促助测量不视为观测,阿猫阿狗的意识也不视为观测。
B:另外一种学派认为,任何形式的有效测量均视为观测,此测量并不要求人类的意识介入。
当然,其实还有其它理论,有关量子物理解释的理论至少能从A排列到M,不过与该话题最相关的理论就是以上所说的两个。
按照学派A的观点,叠加态将在观测仪器之间传递,直到最终被酒逐作溶作食人类意识观测到为止。
换句话说,在A观点中,假定某个粒子存在0,1两种状态,但在波函数坍缩等钟序占之前它处于所有状态的叠加封裂课红混陆治。使用某个电子仪器观测粒子的状态不会导致波函数坍缩,而是导致该电子仪器进入观测到0与1的叠加态,如果该电子仪器将观测的结果打印到打印纸上,则这张打印纸也会呈现打印0以及打印1的叠加态,这张纸片在被具有意识的人类(死人显然不算)看见的那一瞬间,坍缩到某个特定的状态(打印0或者打印1)。收积百乡该宽——因此,按照A学派观点,约负薛定谔制造的一系列仪器,将最终测量结果传递给猫,整套仪器对结果进行了测量因而全进入了叠加态,没有人类意识的介入之前都不会导致波函数坍缩,所以整套仪器,包括最终的猫的死活,都会进入叠加状态,直到被人类意识看见为止,在人类看见的那一瞬间,猫在此之前的命运才被决定。
按照学派B的观点,结果就完全不同,因为有效的测量均会导致波函数坍缩,而实验中的盖革计数器就是一种有效的测量。因此,即便没有人类,用仪器去测量时微观粒子的波函数也依然会产生坍缩,仪器本身不会处于叠加态而是准确的记录了测量结果,最终传递给猫的「有毒药没毒药」这个信息也同样不会处于叠加态,这只猫显然也并不会处于生死叠加态,在最初仪器检测该粒子的时刻,波函数就已经坍缩,一切就被决定了。
按照学派B的观点,叠加态不可在宏观物体间传递,宏观物体对微观粒子的测量可导致波函数坍缩,即便没有人类意识的介入。——如果叠加态允许在宏观物体间传递,那么就会导致薛定谔的猫这样的荒谬结果。这样看来,薛定谔的思想实验本意是用来对学派A观点进行归缪。
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不过,学派A跟学派B的观点都不违背量子物理学,因为两者都承认观测导致波函数坍缩,仅仅对于观测的定义有所不同。
目前为止,似乎没有办法通过实验认定学派A与学派B究竟谁是正确的。无论哪种解释,最终人类观测到的现象都没有区别,虽然学派A的观点听起来更加荒谬,但很难认定它就是错的。
所以,时至今天,依然有人认为薛定谔的处于生死叠加态的猫是实际可能存在的,毕竟我们无法证伪学派A的观点。但,已经有越来越多的物理学家们支持学派B的观点,认为量子物理中对观测的定义应该定义为测量,而这并不需要人类意识的介入。
当然,也许将来证明A跟B都是错的。不过无论如何,薛定谔的猫,是通过表达某种在常理看来荒谬的结果,来试图推翻某个理论的行为。他表达的荒谬结果就是:宏观物体的量子叠加态。