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薛定谔的貓為什麼讓科學家害怕?因為它很可能接近世界的本質!

2022-03-02 17:22

導讀:如果說要選出世界上最神奇的生物,那一定就是薛定谔的貓了!這個不知道究竟是死還是活的貓從誕生開始就吸引了無數人的目光,但這隻是薛定谔假象出來的一個狀态,現實中真的存在薛定谔的貓嗎?

薛定谔的貓

薛定谔的貓是奧地利著名物理學家薛定谔提出的一個現實實驗,是把微觀領域的量子行為擴展到宏觀世界的推演,是薛定谔為了闡述量子的狀态而提出來的一個有趣的假象實驗。

薛定谔假設:在一個盒子裡有一隻貓,以及少量放射性物質。放射性物質有50%的概率放射性物質将會衰變并釋放出毒氣殺死這隻貓,同時有50%的概率放射性物質不會衰變而貓将活下來。那麼問題來了,這隻貓究竟是死還是活呢?

薛定谔的貓

我們知道,在經典物理學的範疇裡,事物的發展隻能導向一個結果,也就是在某一個時刻,這隻貓已經處于死或者生兩個狀态中的某一個,而且是完全确定的結果。但量子力學中卻并非如此。

事實上,在量子力學的範疇裡,在我們觀察到結果之前,由于量子世界沒有觀察者的介入,這隻貓實際上可以同時處于死和生兩種狀态,也就是所謂不同量子态的疊加!

但這種狀态會在盒子打開的一瞬間被破壞掉!因為盒子打開的同時,我們作為觀察者介入了盒子這個系統,所以導緻了盒子裡量子系統開始坍縮,然後導向一個确定的結果。

量子坍縮

而這也是薛定谔想要通過這個假象實驗向人們闡述的道理:量子的狀态與我們認知的物體狀态不同,量子可以單獨處于一種狀态和兩種甚至多種狀态的疊加,雖然這在現實世界是不可能的,但量子世界遵循的就是這樣的規則。

薛定谔的貓真的存在嗎

雖然薛定谔的貓是薛定谔假象出來的,但其所使用的系統幾乎都是常見的物理素材,這是否意味着薛定谔的貓在現實中真的存在?答案自然是否定的!

實際上,即便有人針對的按照薛定谔的設定來制作出這樣一個盒子,也根本不會出現這樣一個處于生和死兩種狀态疊加的貓,因為我們在制作盒子的過程中,意識早已介入到了盒子裡面。

薛定谔的貓與量子力學

所以,這個實驗隻能存在于假想中,現實世界中根本不會存在!況且我們所能觀測到的現實基本都是宏觀世界,然而宏觀世界的物質卻遵循着與量子力學完全不同的規則,這也是科學家們百思不得其解的地方。

當然,也正是因為薛定谔的貓在現實中并不存在,這才讓我們的世界顯得如此井井有條,如果這個“物理神獸”真的存在于我們的現實世界,将會帶來無盡的麻煩,因為它可能指向了世界的某種本質!

量子力學

科學家們為什麼對薛定谔的貓感到害怕

在薛定谔的貓這個假象實驗被提出的時候,準确來講,當量子力學被科學家認可的時候,許多科學家都對這個神奇的物理理念感到害怕,因為它真的是太恐怖了!

在此之前,如果任何一個人告訴你,世界其實是随機的,想必所有人都會認為他精神有問題!但量子力學的出現卻改變了這一切,原因很簡單,世界可能真的是随機的。

與宏觀世界遵循的物理法則不同,量子力學充斥着随機以及觀察者的概念!你很難想象一個量子可以同時處于兩個位置,但這确是一個無可辯駁的事實!甚至就連虛無缥缈的意識也可以對量子起到作用,這更是聞所未聞的事情。

量子的運動規則

因此,科學家才會對薛定谔的貓所展示的量子力學随機和量子态疊加的特性感到害怕!因為他們無法想象,世界為什麼會建立在這樣一個随機的概念上!所以,科學家們在認可了量子力學之後情不自禁地說:上帝也許是通過骰子創造了我們的世界!

當然,雖然量子的世界幾乎充斥着随機性,但量子力學确實相當嚴謹的科學理論。盡管經過多年的發展,量子力學已經非常完善了,但卻并不代表它就一定是正确的,因為量子力學和相對論無法融合!

量子力學

宏觀世界和微觀世界各自遵循着完全不一樣的物理系統,這顯然是不合理的,所以一些科學家認為,或許存在更為完善的物理系統,能夠解釋量子不确定性的來源,也許到了那個世界,量子世界将會重新擁有秩序,所謂的随機或許隻是在遵循着我們看不懂的規則而已!

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