现代物理学七大经典问题薛定谔的猫
解析世界十大著名悖论之八:薛定谔的猫
解析世界⼗⼤著名悖论之⼋:薛定谔的猫薛定锷的猫是量⼦⼒学领域的⼀个著名悖论:⼀只猫、⼀些放射性元素和⼀瓶毒⽓⼀起被封闭在⼀个盒⼦⾥。
在⼀个⼩时内,放射性元素衰变的⼏率为50%。
如果衰变,那么⼀个连接在盖⾰计数器上的锤⼦就会被触发,并打碎瓶⼦,释放毒⽓杀死猫。
因为这件事会否发⽣的概率相等,薛定锷认为在盒⼦被打开前,盒⼦中的猫被认为是既死⼜活的。
我们⼀般会认为,在没有⼈观察的时候,薛定谔的箱⼦⾥的粒⼦要么衰变了,要么没有衰变,⼆者必居其⼀。
但是这不符合量⼦⼒学的要求。
如果⼆者必居其⼀,量⼦⼒学就⽆法解释双缝⼲涉实验,⽆法解释粒⼦的波粒⼆相性。
量⼦⼒学认为箱⼦⾥的粒⼦处于“衰变”和“没有衰变”这两种状态的“叠加状态”。
我们⽆法理解量⼦⼒学意味着它不能满⾜逻辑统⼀性标准。
好在这个标准不是真理的根本标准,⽽是⼀个替代标准。
真理的根本标准是实⽤,理论的作⽤是提⾼⼈的实践能⼒,当量⼦⼒学的公式能够帮⼈解决实际问题的时候,我们就可以认为它是真的。
真理的替代标准包括预见性标准、简单性标准、稳定性标准和逻辑统⼀标准。
量⼦⼒学能够准确预⾔很多实验结果说明它满⾜预见性标准,能⽤简单的公式表⽰说明它满⾜简单性标准,能长期经受实践考验说明它满⾜稳定性标准。
所以在五个真理标准中,量⼦⼒学满⾜四个,只有⼀个不满⾜,⽽且我们找不到⽐量⼦⼒学更好的理论。
所以不管我们理解不理解,我们都不得不接受量⼦⼒学,⽆法理解的问题只能⽤其他⽅法解决。
在科学的历史上,除了量⼦⼒学之外还有很多理论曾经⽆法让⼈理解,多数后来都理解了。
⽆法理解就是⽭盾的对⽴状态,理解了就是⽭盾的统⼀,⽭盾的统⼀都是通过某些具体途径实现的。
什么是⽭盾统⼀的具体途径呢?例如,⼗字路⼝东西⾛的时候,南北就不能⾛,这是⼀对⽭盾,不能统⼀,不能东西南北同时⾛。
但如果修个⽴交桥这对⽭盾就统⼀了,⽴交桥就是实现⽭盾统⼀的具体途径。
过去⼈们没见过⽴交桥,所以你对他说东西南北可以同时⾛,他就会认为不可能。
三维薛定谔方程科普:批判之薛定谔的猫
今日批判之薛定谔的猫。
首先,我们来说说薛定谔的猫究竟是什么。
在一个盒子里有一只猫,以及少量放射性物质。
之后,有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫,同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。
这是薛定谔的猫的实验过程。
首先我们要明确的是,这是一个思想实验。
和缸中之脑这些一样的。
他的源头是爱因斯坦和薛定谔在关于量子力学不能给出描述量子的状态而只有概率。
然后,他们将这种不确定性发大至宏观——那只猫。
猫的死活代表了量子的两种被观测状态。
波和粒子。
所以有几个点要注意:第一,这不是真正实验。
第二,猫的死活在猫看来本身是确定的,但对于外界观察者,是不确定的。
但是,宏观状态下由于其波动性不明显,一般忽略。
微观状态的薛定谔猫态是真实可测的。
1996年5月,美国科罗拉多州博尔德的国家标准与技术研究所(NIST)的Monroe 等人用单个铍离子做成了“薛定谔的猫”并拍下了快照,发现铍离子在第一个空间位置上处于自旋向上的状态,而同时又在第二个空间位置上处于自旋向下的状态,而这两个状态相距80纳米之遥!(1纳米等于1毫微米)——这在原子尺度上是一个巨大的距离[3] 。
想像这个铍离子是个通灵大师,他在纽约与喜马拉雅同时现身,一个他正从摩天楼顶往下跳伞;而另一个他则正爬上雪山之巅!——量子的这种“化身博士”特点,物理学上称“量子相干性”。
摘自百度。
但我的本质是批判。
所以回到薛定谔猫上来。
在很多书中有这样一个说法,当我们不观测月亮时,月亮就可能像波一样弥散。
但是量子力学定律将月亮这种巨大质量的物体的波函数限制在很小的区域中,所以即使月亮弥散开去,弥散的程度人眼也不能看出来的。
月亮不观测时不是不存在,量子态在观测时由于观测力的相互作用而使波函数坍塌为确定值,微观粒子整体呈现规律性,宏观尺度下观测力几乎对其不影响。
第二批判。
平行宇宙和薛定谔的猫。
首先,平行宇宙的可能来自猫的又死又生的描述状态。
也就是不可确定描述且同时存在。
薛定谔的猫原理
薛定谔的猫原理
薛定谔的猫原理是量子力学中的一个著名思想实验,由奥地利物理学家埃尔温·薛定谔提出。
它是为了解释量子力学中的微
观粒子的叠加态与观测结果之间的关系而引入的。
在这个思想实验中,薛定谔设想有一个密封的盒子,里面放着一只猫、一个放射性物质样本和一个探测器。
这个放射性物质样本有50%的几率发生衰变并释放出一个粒子,50%的几率不发生衰变。
根据量子力学的原理,当盒子关闭时,放射性样本处于叠加态,即既衰变又不衰变,而且猫的状态也会与其相关。
这就意味着,在未观测之前,猫既是活的又是死的,而不处于明确的状态中。
直到我们打开盒子观测时,我们才能确定放射性物质是否衰变,从而决定猫是活的还是死的。
这一观测行为导致了量子态的坍塌,使叠加态的猫状态变为确定的状态。
薛定谔的猫原理就是通过这个思想实验来解释量子力学中的叠加态与观测关系。
它强调了观测者对实验结果的决定性作用,以及在观测之前,系统可以同时处于多个状态的叠加态。
这一原理挑战了我们对经典物理学中确定性的直观认识,也引发了对量子世界本质的深入思考。
细说现代物理学七大经典问题
细说现代物理学七大经典问题1、相对论:相对论是物理学中两大著名理论之一,两者都是阿尔伯特?爱因斯坦提出的。
1905年爱因斯坦出版了狭义相对论,后者确定最终宇宙速度极限:光速。
并称时间因某物体移动的速度而实现加速或者减慢。
1916年爱因斯坦提出了更广阔的广义相对论。
这个理论建立在狭义相对论之上,主要解决重力的问题,重新定义我们对重力的理解——通过大质量天体而造成的时空扭曲。
广义相对论最准确的描述了整个宇宙中的星系和星系集群的运动。
它还预测了奇怪物体的存在,比如黑洞以及引力透镜效应的现象,后者是指光在经过弯曲的时空中会发生弯曲。
2、什么是量子力学?量子力学是非常小的领域——亚原子粒子中的主要物理学理论。
该理论形成于20世纪早期,彻底改变了科学家对物质组成成分的观点。
在量子世界,粒子并非是台球,而是嗡嗡跳跃的概率云,它们并不只存在一个位置,也不会从点A通过一条单一路径到达点B。
根据量子理论,粒子的行为常常像波,用于描述粒子行为的“波函数”预测一个粒子可能的特性,诸如它的位置和速度,而非实际的特性。
物理学中有些怪异的想法,诸如纠缠和不确定性原理,就源于量子力学。
3、什么是弦理论?弦理论(以及它的升级版超弦理论)认为所有的亚原子粒子都并非是小点,而是类似于橡皮筋的弦。
粒子类型的唯一区别在于弦振动的频率差异。
弦理论主要试图解决表面上的不兼容的两个主要物理学理论——量子力学和广义相对论——并欲创造的描述整个宇宙的“万物理论”。
然而这项理论非常难测试,并需要对我们目前描绘的宇宙进行一些调整,也即宇宙一定存在比我们所知的四维空间更多的时空维度。
科学家认为这些隐藏的维度可能卷起到非常小以至于我们没有发现它们。
4、什么是奇点?奇点是指时空开始无限弯曲的那一个点。
科学家认为奇点存在于黑洞中央,一个奇点可能自宇宙大爆炸起宇宙如何开始的起点。
比如,在黑洞内部,所有恒星的质量都在狭小的空间内压缩,甚至可能成为一个单一的点。
当代物理学理论认为这个点是无限密集,尽管科学家认为它是因广义相对论和量子力学的不一致而导致物理学崩溃的产物。
薛定谔的猫通俗解释
薛定谔的猫通俗解释
薛定谔的猫是一个著名的物理学概念,源自薛定谔在1935年提出的一篇文章《解决二分子动力学问题的一般方法》。
在这篇文章中,薛定谔提出了一个想象中的实验,称为"薛定谔的猫"。
这个实验描述了一只猫被放进一个盒子中,盒子内有一枚未起弹的子弹,子弹的起弹是由一个随机事件决定的。
如果子弹起弹,它会击中盒子的一个开关,把猫弄死。
薛定谔的猫是用来描述量子力学中的不确定性的。
在量子力学中,很多的物理量都是有一定不确定性的,例如电子的位置和动能。
在薛定谔的猫实验中,猫的生死也是一种不确定性,因为它取决于子弹是否起弹,而这是一个随机事件。
薛定谔的猫是一个抽象的概念,用来帮助人们理解量子力学中的不确定性原理。
在通俗的解释中,薛定谔的猫可以被理解为一个用来描述随机事件和不确定性的模型。
在薛定谔的猫中,猫的生死是一种未知的不确定性,它直到观察者打开盒子时才能被确定。
这就是所谓的"观察者效应",即观察者的行为会对被观察的系统产生影响。
这是因为在量子力学中,观察者和被观察的系统之间存在着相互作用。
薛定谔的猫实验并没有真正进行过,它只是一个想象中的实验,用来帮助人们理解量子力学中的不确定性原理。
但是,它确实反映了量子力学中许多的基本特征,例如不确定性和观察者效应。
薛定谔的猫实验也引发了许多的讨论和争论,因为它与我们日常生活中对客观现实的理解有很大的不同。
但是,在物理学领域,薛定谔的猫是一个重要的概念,它有助于我们理解量子力学的基本原理。
薛定谔的猫最精辟的解释
薛定谔的猫最精辟的解释
薛定谔的猫是薛定谔提出的一个思想实验,用来探讨微观粒子在量子力学中的叠加态和测量问题。
在这个实验中,一个猫被置于一个封闭的箱子内,箱子中放置有一个放射性物质,这个物质的崩解有一半的几率会导致释放一种毒气,另一半的几率则不会。
根据量子力学的原理,放射性物质的崩解状态会处于叠加态,即同时处于衰变和未衰变的状态。
根据传统的经典物理学观点,猫要么活着,要么死去,不存在两种状态的叠加。
然而,根据量子力学的描述,猫的状态与放射性物质的状态是纠缠在一起的,当未进行观测和测量的时候,猫同时处于活着和死亡的叠加态。
只有当观测者打开箱子并进行测量后,猫的状态才会坍缩成活着或死亡的其中一种状态。
薛定谔的猫这个思想实验揭示了量子力学的一种非直观的现象,即微观粒子在未被观测时可以处于叠加态,并且观测的过程本身会导致量子态的坍缩。
这在经典物理学中是不可思议的,但在量子力学中是一种被广泛接受的现象。
薛定谔的猫引发了人们对量子力学基本原理和测量过程的深入思考和研究。
薛定谔是谁?薛定谔的猫是什么意思?
薛定谔是谁?薛定谔的猫是什么意思?相信有很多朋友在一些关于量子力学的文章中都能看到“薛定谔的猫”这个词语,那么这到底是什么意思呢? 薛定谔是谁?薛定谔的处女又是什么意思呢?下面十万个为什么网带你看看薛定谔是谁?薛定谔的猫是什么意思 ?薛定谔是谁?薛定谔全名埃尔温·薛定谔,是奥地利物理学家,量子力学奠基人之一,发展了分子生物学。
维也纳大学哲学博士。
苏黎世大学、柏林大学和格拉茨大学教授。
也是量子力学的大佬之一,而他的猫又有什么特别之处呢? 这里要说的就是著名的假想,薛定谔的猫。
薛定谔简历:姓:薛定谔名:埃尔温·薛定谔生卒年份:不是很重要国籍:奥地利性别:男爱好:女很多人比较关心薛定谔的猫,这只又死有活的猫非常可怜,其实,你要是知道薛定谔的情史,你就不会只关注薛定谔的猫了,如果你想了解薛定谔的情史,请点击:薛定谔的处女是什么意思。
薛定谔的猫是什么意思?薛定谔的猫实验如下:把一只猫放进一个不透明的盒子里,然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。
设想这个放射性原子核在一个小时内有可能性发生衰变。
如果发生衰变,它将会触发这个实验装置,打开装有毒气的容器,从而杀死这只猫。
根据常理如果原子衰变了,那么毒气瓶就被打破,猫就被毒死。
要是原子没有衰变,那么猫就好好地活着。
根据量子力学,未进行观察时,这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态,但是,如果在一个小时后把盒子打开,实验者只能看到'衰变的原子核和死猫'或者'未衰变的原子核和活猫'两种情况。
好像很复杂大家注意这个叠加形态,什么意思呢,就是说这个原子核既是已衰变的又是未衰变的....他是两种状态叠加在一起的,只有当有人去观测他时,他才会具体表现为衰变或者没有衰变,如果没人管他他就一直处于叠加状态...这就很可怕了..因为这只猫会随着原子核的叠加进入一种又死又活状态...又死又活的猫..做薛定谔的猫果然很可怜。
薛定谔的猫所引发的问题
薛定谔的猫所引发的问题在宏观现实生活中,猫是我们再也熟悉不过的动物了,对于一只活泼乱跳的猫,我们对它最客观的评价是“它是活的”;而对于一只已经停止呼吸的猫,我们只能说“它是死的”;然而猫的状态真的只有这两种状态吗?是否存在一种半死半活的猫呢?我们不妨去微观世界寻找答案。
量子力学的奠基人之一埃尔文•薛定谔在很早以前就已经注意到了量子力学的迭加问题在宏观上的体现,他提出了猫可能处于一种死活未定的状态之中,这个较有趣的悖论被称作猫的悖论。
薛定谔设想了一个关于辐射原子和猫相互作用的实验,一只猫被关在内部设有“机关”的铁箱内,要保证此装置不会对猫产生干扰,在铁箱内猫碰不着的地方,放一小瓶氰化钾,把一小块放射性元素镭放入盖勒计数器中,它非常小,使它的量控制在一小时之内,任何一个镭原子产生或者不产生衰变。
如果衰变,计数管便会放电同时释放一重锤,进而击碎一个盛有剧毒的氰化钾小瓶,因此,这只猫必然会毒死。
但是,若是在这段时间上原子没有发生衰变呢这只猫还会安然无恙的。
所以这只猫在箱子中,到底处于一个什么状态呢?无人可以给出一个准确的答案。
在日常生活中,我们非常清楚,那只猫会非死即活,然而在未打开箱子之前,我们并不能预测它是处于什么状态。
这时我们也只能用几率来说明它可能处于某个状态,这就是很让人费解,我们不禁会这样想:真的会有半死半活的猫吗?让我们回到量子力学的角度去剖析这个问题,根据量子力学薛定谔方程,箱内的两个系统处于两种波函数叠加的状态,一种是“活猫”的状态、另一种是“死猫”的状态,这两种状态都是真实存在的。
但是是一个又活又死的猫,究竟是什么意思呢?想必也只有那只关在箱子里猫它自己知道它是死还是活吧。
传统的哥本哈根解释是从一个不同的角度来看这些概率。
它说,从效果上看,这两个波函数都同样的不真实。
当我们往箱子里观看时,它们当中中有一个固化为现实。
我们可以注意到这种解释的前提条件是箱子会打开时,整个系统的波函数会发生坍塌,然而你却不能想象为在有人观察之前,屋子里有一只死猫,或者仅仅是一只活猫。
世界10大悖论
世界10大悖论悖论是指在逻辑上似乎自相矛盾、难以理解的陈述或情境。
世界上有许多悖论,以下是其中一些比较著名的:1.薛定谔的猫悖论(Schrodinger's Cat Paradox):描述了量子力学的现象,一个在特定情况下既被认为是死亡又被认为是活着的猫。
2.巴塞尔悖论(The Basel Problem):是数学上的一个悖论,涉及到级数的求和问题,由皮埃尔·德·费马引起。
3.爱普斯坦悖论(The Epimenides Paradox):是古代希腊哲学家爱普斯坦提出的一个悖论,涉及到说谎的问题,即“克里特人说他们所有的克里特人都是说谎者”。
4.俄巴马悖论(The Barber Paradox):涉及到一个理发师修剪所有不修剪自己的人的悖论,提出了自指的问题。
5.维特根斯坦的悖论(Wittgenstein's Paradox):维特根斯坦在他的《逻辑哲学论》中提出的悖论,涉及到语言的自指问题。
6.莱布尼兹悖论(Leibniz's Paradox):是一个关于单子和单子的集合的悖论,由哲学家莱布尼兹提出。
7.薛定谔的量子纠缠悖论(Quantum Entanglement Paradox):描述了两个或多个粒子之间发生纠缠的量子现象,即使它们之间的距离很远,改变一个粒子的状态也会立即影响到其他粒子。
8.巴纳姆悖论(Barnum Effect):也称为“福尔摩斯效应”,指的是人们倾向于接受模糊或广义的描述,认为这些描述适用于自己。
9.罗塞塔石碑的解读悖论:涉及到对古埃及罗塞塔石碑上文字的解读问题,为了理解其中的埃及象形文字和希腊文,需要通过解读其中一个文字来推导出另一个文字的含义。
10.强可计数悖论(The Strong Law of Small Numbers):是由数学家理查德·加德纳提出的,指的是人们在处理小样本数据时容易陷入的一种认知偏误,即过于相信在小样本中看到的模式。
薛定谔的猫
薛定谔的猫作者:刘潇濛来源:《世界文化》2010年第12期在量子物理学领域,有一个名为“薛定谔的猫”的著名实验,内容如下:一只猫被封在一个密闭盒子里,盒子里有毒药瓶,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,放出a粒子,触动电子开关,锤子落下砸碎毒药瓶,放出氰化物气体,从而杀死这只猫。
一段时间后,这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态,而把盒子打开时实验者却只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”两种情况。
那么一个自然的疑问是,这个系统从什么时候开始不再处于两种不同状态的“叠加”而成为其中之一?在打开盒子观察以前,这只猫是死了还是活着抑或半死半活?上述“思想实验”的原意,只是想证明量子力学在宏观条件下的不完备性,和推理文学的关系可谓是风马牛不相及。
初始的推理小说来源于恐怖小说,仅仅是在恐怖悬疑的气氛之中加入一点逻辑辩证成分的粗糙雏形,但是经过一代又一代推理小说作家对“推理”这一文学类型的内容与形式上的双重改良之后,推理小说在创作、阅读、出版等多个层面都已经远非单纯的为满足读者的猎奇心理而存在的文字集合体,而是发展成为吸纳诸般学问而融会贯通为己所用的文学形式。
随着时代的更迭和进步,推理作家们愈发注重从文学及其他学科中汲取养分,为推理服务,读者们也越发注重这一技艺所带来的知识补给作用和气氛烘托效果,最终导致了推理小说领域中“炫学”的诞生。
所谓“炫学”,就是作家在推理小说中引用多种学科的丰富的知识来充实“情节”,并且往往是借名侦探之口巧妙引入,至于“炫”的内容,有些和小说所涉及事件有关,而另外一些则无明显关系,仅仅起烘托气氛的作用。
而一部推理小说的成功与否,很大程度上要看“炫学”的高下之分,若是“炫学”内容与小说本体相得益彰,自然是锦上添花;反之,若“炫”得生硬晦涩,则会令小说的效果大打折扣,得不偿失。
小栗虫太郎无疑是“炫学”方面先驱级的人物,他的《黑死馆杀人事件》每两三个句子就会出现一个生僻的典故或晦涩的隐学知识,极尽佶屈聱牙之能事。
薛定谔的猫
薛定谔的猫薛定谔的猫薛定谔的猫是著名的量子力学思想实验,由奥地利物理学家埃尔温·薛定谔在1935年提出。
这个思想实验通过描述一个在量子力学原理下的理想化情形,来阐述微观粒子的奇妙性质。
实验设想中,有一只猫被放置在一个封闭的箱子中,同时在这个箱子中有一种放射性物质,可能会在某个特定时间发生衰变。
如果发生衰变,一个探测器会被触发,导致释放一瓶毒气,最终导致猫的死亡;而若没有衰变发生,探测器则不会被触发,猫就会存活下来。
在量子力学的框架下,未触发探测器和触发探测器两种可能性是以概率的形式同时存在的。
这种量子叠加的状态描述了不确定性,即我们不能准确预测在实验发生之前猫的具体状态。
根据量子力学原理,量子态(wave function)的叠加性意味着观测者对系统的观测会导致量子态的坍缩,使得系统处于确定的状态。
因此,猫的死活状态在观测之前是未知的,观测之后才变为确定的状态。
这个实验引发了一个有趣的哲学问题,即量子力学的不确定性原理是否适用于宏观世界的物体,例如猫。
一般认为,宏观物体是否能够处于叠加态是不存在的,因为它们与环境有着强烈的相互作用,导致量子性质被抑制。
然而,薛定谔的猫实验并非直接在实践中进行。
它是一种思维实验,强调了量子力学原理的奇妙性质,并用生动形象的方式诠释了这些概念。
薛定谔的猫以其简洁而又深奥的思想实验成为了量子力学的经典案例之一。
它使得我们理解了量子力学的基本原理,以及对微观世界做出具体预测的限制。
在现代物理学中,量子力学的应用广泛而深入,成为了解释微观世界的最理想的理论框架之一。
然而,薛定谔的猫也引发了令人费解的问题。
例如,如果猫可能同时处于死亡和存活的状态,那么当我们打开箱子观察时,猫最终会处于哪种状态?观测者的意识是否对量子态的坍缩有影响?对于这些问题,学界还没有达成一致的共识。
尽管如此,薛定谔的猫实验仍然是一个重要的量子力学思想实验,它激发了人们对于量子世界本质的深刻思考。
薛定谔猫悖论
哥本哈根学派的几率诠释
以玻尔为代表的哥本哈根学派的解释: 放射性原子的衰变可以用波函数来描 述。当用波函数描述放射性元素“衰变” 或“没有衰变”这两种不同状态的组合时, 我们称之为“波的迭加态”。
在没有打开箱子时,放射性原子进入了 衰变与不衰变的迭加态,这时猫就成了一 只处于迭加态的猫,即一只又死又活、半 死半活的猫。只有当实验者打开箱子的时 候,迭加态突然结束(用数学术语说就是 “坍缩”),我们才能知道猫的确定态: 死,或者活。
显然,这是有背常理的:直到某人窥视 盒内看个究竟以前,不幸的猫继续处于一种 悬而未决的死活状态之中。理论上讲, 猫自 己还是知自己道是活还是死的。但根据量 子测量假说,处在这种怪态上,猫的生死 是打开盒子前的“客观存在”,而决定于 打开盒子后的“观察”。看上去这个推论 是不合理的,因而称之为“薛定谔猫佯谬”
--总结---总结-以上问题,只是量子物理中诸多基本 问题的两个。最近,基于这些量子力学基 本问题的研究,人们发现基本的量子力学 观念也可能具有直接的应用价值。这就是 目前关于量子信息的研究:量子力学的基 本概念有可能改变人们对信息存贮、提取 和传输过程的理解,从而加速信息科学的 发展。
• 爱因斯坦等认为,量子力学不满足于完备 性判据和实在性判据,所以是不完备的; 量子力学蕴涵着EPR悖论,所以不能认为 它提供了对物理实在的完备描述。 • 玻尔以测量仪器与客体实在的不可分性为 理由,否定了EPR论证的前提——物理实 在的认识论判据,从而否定了EPR实验的 悖论性质。
爱因斯坦等人提出的EPR悖论,激发了 量子力学新理论、新学派的形成和发 展。 玻姆在爱因斯坦等人的EPR论证的基 础上,进一步提出了EPRB(B代表玻尔) 实验——EPR实验的自旋版本。贝尔提出 的著名不等式正是基于这个实验。
薛定律的猫简单理解
薛定律的猫简单理解1. 简介薛定律的猫是科学家薛定谔提出的薛定谔方程(Schrödinger equation)的一个思想实验。
该实验用猫作为物理系统的代表,旨在说明量子力学中的叠加态(superposition)和量子纠缠(quantum entanglement)的概念。
2. 薛定谔方程薛定谔方程是描述微观粒子行为的基本方程,它是量子力学的核心方程之一。
薛定谔方程描述了微观粒子的波函数随时间的演化。
根据薛定谔方程,一个粒子的波函数可以同时处于多个可能的状态,即叠加态。
这与我们在日常生活中观察到的经典物理行为有所不同。
3. 薛定律的猫思想实验薛定律的猫实验用于说明叠加态的概念。
想象一个密封的盒子里放着一只猫、一个放射性元件和一个不稳定的粒子。
如果这个粒子衰变,放射性元件会释放出毒气,并导致猫的死亡;反之,猫则存活下来。
在量子力学中,根据薛定谔方程,粒子的一种可能状态是衰变发生,猫死亡;另一种可能状态是衰变不发生,猫存活。
而在观察之前,猫的状态既不是存活也不是死亡,而是处于叠加态。
4. 叠加态与观察如果我们打开盒子,观察猫的状态,那么猫的状态就会“坍缩”成存活或死亡的其中一种。
这就是所谓的观察造成的量子坍缩。
观察者的意义在于将量子系统与经典世界相连,并确定其状态。
薛定律的猫实验中,猫的状态始终处于叠加态,同时处于存活和死亡的可能状态。
只有当我们观察时,猫的状态才会被决定。
这一实验引发了一系列关于测量和观察的辩论。
它提出了一个哲学问题:在观察之前,物体是否具有确定的状态?还是其状态处于所有可能状态的叠加中?5. 量子纠缠除了叠加态概念,薛定律的猫实验还涉及到量子纠缠。
假设我们在盒子内放入两个粒子并进行纠缠,也就是说,两个粒子之间存在一种特殊的、无论距离多远都能够相互关联的关系。
纠缠的状态不能被单独描述,只能通过一个整体的波函数来描述。
通过对其中一个粒子进行观察,可以立即了解到另一个粒子的状态,无论它们之间的距离有多远。
《薛定谔的猫》:现实与虚幻的宇宙之谜_概述说明
《薛定谔的猫》:现实与虚幻的宇宙之谜概述说明1. 引言1.1 概述薛定谔的猫问题是量子力学领域中一个备受争议和思考的经典实验和哲学问题。
它最早由奥地利物理学家艾尔温·薛定谔在1935年提出,用来探讨量子力学中的测量与超位置性质之间的关系。
这个以猫作为形象的实验设想,具有激发人们对于现实与虚幻、观察与结果等基本概念的深入思考的能力。
本文将围绕着薛定谔的猫问题展开探讨,重点关注该问题背后存在的现实与虚幻之谜,并从不同角度、领域和理论层面提供了多个解释和思考,如宇宙观测与量子力学解释的矛盾、平行宇宙理论和多重现实解释等。
此外,我们还将分析认知主义与唯物主义对待薛定谔猫问题所持不同立场带来的影响,并探讨存在论与确定性论争议对于整个问题的影响。
1.2 文章结构本文分为五个部分。
首先是引言部分,在这一部分中,我们将对薛定谔的猫问题进行概述,并介绍文章的结构和内容安排。
接下来是第二部分,我们将详细介绍薛定谔方程以及猫实验的背景和理论基础。
第三部分探讨现实与虚幻的宇宙之谜,包括宇宙观测与量子力学解释的矛盾、平行宇宙理论和多重现实解释等内容。
第四部分着重讨论认知主义与唯物主义在处理薛定谔猫问题上的不同立场,并深入探究存在论与确定性论争议对于该问题的影响。
最后一部分是结论和思考展望,汇总对薛定谔猫问题的认识总结并提出现实与虚幻边界模糊性以及科学与哲学融合对于解开宇宙之谜的启示。
1.3 目的本文旨在通过对薛定谔的猫问题进行全面而深入地探讨,引发读者关于现实与虚幻、观察与结果等基本哲学概念上深思和争议,并通过不同角度、领域和理论层面的解释和思考,丰富人们对于宇宙中存在的各种难题的认识和思考。
同时,本文将试图探讨科学与哲学的融合对于解开宇宙之谜以及深化人类对于现实与虚幻关系的重要性,并期望读者通过本文能够对薛定谔猫问题有一个全面而深入的理解。
2. 薛定谔的猫2.1 薛定谔方程介绍薛定谔方程是量子力学中的基本方程,描述了物质微粒的运动行为。
物理十大著名悖论
物理十大著名悖论1.薛定谔的猫悖论:一个封闭的盒子内,有一只猫、一瓶放射性物质和一个射线探测器,根据量子力学的理论,猫是同时处于存活和死亡的状态,直到观察者打开盒子才能确定猫的状态。
2. 反直觉的双缝实验悖论:在实验中,将一束光通过两个细缝,形成了干涉条纹,但当我们逐个发射光子时,它们会落在干涉条纹上的某一位置,这似乎违背了经典物理的理论。
3. 希尔伯特旅馆悖论:一个有无限个房间的旅馆,因为所有房间都已经住满,但当新的旅客到来时,旅店主人只需要将第一个房间的人搬到第二个房间,第二个房间的人搬到第三个房间,以此类推,就能为新的旅客腾出第一个房间。
4. 时空悖论:如果一个人通过时间机器回到过去,杀死了自己的祖先,那么他将不会存在,因此也不能回到过去。
5. 矛盾的伯努利球悖论:当我们在一个高速运动的车上向外扔一个球时,球看起来会向后弯曲,这似乎违反了伯努利原理。
6. 量子隧穿悖论:当一个粒子遇到一个高垒,根据经典物理理论,它不可能越过垒壁,但实际上,根据量子力学,它有一定概率通过隧道现象,越过垒壁。
7. 飞行时钟悖论:相对论理论指出,当一个人乘坐飞机飞行时,他的时钟比地面上的时钟要慢。
但是,如果两个人分别乘坐两架飞机,其中一架在飞行中,另一架停靠在地面上,那么他们的时钟会出现矛盾。
8. 热力学悖论:根据热力学的第二定律,热量不可能从低温物体自动流向高温物体,但是如果我们将两个物体放置在某种特殊的环境下,却可以让热量从低温物体自动流向高温物体。
9. 海森堡测不准原理:根据海森堡测不准原理,我们无法同时准确测量粒子的位置和动量。
这看起来似乎违反了经典物理。
10. 假设悖论:假设我们有一个魔法盒子,当我们将一个物体放入盒子中,它就消失了,假设我们不停地将物体放入盒子中,那么当盒子满了的时候,我们又该怎么办呢?这个假设似乎违反了能量守恒定律。
“薛定谔的猫”揭示了一个细思恐极的真相:意识决定物质
“薛定谔的猫”揭示了一个细思恐极的真相:意识决定物质“如果人类有了更强的观测手段,薛定谔的猫的模态并非不能观测……”朋友在饭桌上的一席话差点呛到我,我想对他说,你太在意那只猫的生死了,完全没有理解这只与芝诺乌龟,拉普拉斯兽、麦克斯韦妖齐名的物理学界四大神兽对于整个人类科学的意义何在。
自1088年欧洲第一所大学诞生“自然魔法”的教学标志着以实验为基础的当代自然科学登上历史舞台,到之后文艺复兴奠定了人本主义,所有现当代科学最坚实的根基就是这个宇宙、这个世界是物质的,而意识不过是附着于人类这个物种上产生的东西,除了脑科学,意识这个概念甚至都不在自然科学的研究范畴之中。
然而薛定谔的猫这个隐喻却打开了一个潘多拉魔盒,人类细思恐极的发现这将通往《三体》中要了叶文洁女儿杨冬半条命的那个结论:物理学并不存在,而这与三体人的智子一毛钱关系都没有。
一切都是由薛定谔意识中产生的这只该死的猫引起的。
当我们不观察时,月亮是不存在的作为量子理论的先驱并戏剧性的变成其死敌的薛定谔,很多人并不知道这只已经逐渐成为量子理论图腾的猫其实是他为了嘲笑哥本哈根学派,用来反对量子论而设定的一个思想实验。
他在1935年为了响应爱因斯坦对于量子理论的攻击也发表了一篇论文,题为《量子力学的现状》(Die gegenwartige Situation in der Quantenmechanik),文章极尽讽刺刻薄,一副与哥本哈根学派誓不两立的样子。
在论文的第5节,薛定谔描述了那个常被物理学界视为噩梦的实验。
哥本哈根学派不是说,在没有测量之前,一个粒子的状态模糊不清,处于各种可能性的混合叠加。
比如一个放射性原子,它何时衰变是完全概率性的。
只要没有观察,它便处于衰变/不衰变的叠加状态中,只有确实进行了测量,它才能随机选择一种状态出现吗?很好,那么让我们把这个原子放在一个不透明的箱子(薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置)中让它保持这种叠加状态。
,每当原子衰变而放出一个中子,它就激发一连串连锁反应,最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶,而同时在箱子里的还有一只可怜的猫。
谢耳朵说的‘薛定谔的猫’是什么史上最著名的10个思想实验
谢耳朵说的‘薛定谔的猫’是什么?史上最著名的10个思想实验思想实验是一种精神上的观念或假想,通常和谜语相似,是哲学家和科学家用以了解什么是大众思想的一种简单方法。
他们的运用在如哲学和理论物理(理论物理无需做实验)等抽象领域是最为广泛的。
他们像是为思想准备的一份大餐,最终给出复杂的答案。
即使思想实验本身也会有无法理解的时候,这并不奇怪。
下面介绍10个著名的思想实验,还有他们所要表达的哲学、科学和伦理意义。
10The Trolley Problem 电车难题实验内容:One of the most well known thought experiments in thefield of ethics is the “Trolley Problem” which goes something like this: a madman has tied five innocent people to a trolley track. An out of control trolley car is careening toward them, and is moments away from running them over. Luckily, you can pull a lever and divert the trolley to another track. The only problem is that the madman has also tied a single person to that track. Considering the circumstances, should you pull the lever? 它是伦理学领域最为知名的思想实验之一,内容大致是:一个疯子把五个无辜的人绑在电车轨道上,一辆失控的电车朝他们驶来,且马上就要辗过他们。
幸运的是,你可以拉一个拉杆,让电车开到另一条轨道上。
薛定谔的猫通俗理解
薛定谔的猫通俗理解
答:薛定谔的猫是:奥地利著名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氰化物的密闭容器里。
镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,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态。
这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。
但是,不可能存在既死又活的猫,则必须在打开容器后才知道结果。
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现代物理学七大经典问题:薛定谔的猫
相对论
相对论是物理学中两大著名理论之一,两者都是阿尔伯特·爱因斯坦提出的。
1905年爱因斯坦出版了狭义相对论,后者确定最终宇宙速度极限:光速。
并称时间因某物体移动的速度而实现加速或者减慢。
1916年爱因斯坦提出了更广阔的广义相对论。
这个理论建立在狭义相对论之上,主要解决重力的问题,重新定义我们对重力的理解——通过大质量天体而造成的时空扭曲。
广义相对论最准确的描述了整个宇宙中的星系和星系集群的运动。
它还预测了奇怪物体的存在,比如黑洞以及引力透镜效应的现象,后者是指光在经过弯曲的时空中会发生弯曲。
比如图中显示的星系群阿贝尔1689,因我们所观测到的引力透镜效应而闻名。
什么是量子力学?
量子力学是非常小的领域——亚原子粒子中的主要物理学理论。
该理论形成于20世纪早期,彻底改变了科学家对物质组成成分的观点。
在量子世界,粒子并非是台球,而是嗡嗡跳跃的概率云,它们并不只存在一个位置,也不会从点A通过一条单一路径到达点B。
根据量子理论,粒子的行为常常像波,用于描述粒子行为的“波函数”预测一个粒子可能的特性,诸如它的位置和速度,而非实际的特性。
物理学中有些怪异的想法,诸如纠缠和不确定性原理,就源于量子力学。
什么是弦理论?
弦理论(以及它的升级版超弦理论)认为所有的亚原子粒子都并非是小点,而是类似于橡皮筋的弦。
粒子类型的唯一区别在于弦振动的频率差异。
弦理论主要试图解决表面上的不兼容的两个主要物理学理论——量子力学和广义相对论——并欲创造的描述整个宇宙的“万物理论”。
然而这项理论非常难测试,并需要对我们目前描绘的宇宙进行一些调整,也即宇宙一定存在比我们所知的四维空间更多的时空维度。
科学家认为这些隐藏的维度可能卷起到非常小以至于我们没有发现它们。
什么是奇点?
奇点是指时空开始无限弯曲的那一个点。
科学家认为奇点存在于黑洞中央,一个奇点可能自宇宙大爆炸起宇宙如何开始的起点。
比如,在黑洞内部,所有恒星的质量都在狭小的空
间内压缩,甚至可能成为一个单一的点。
当代物理学理论认为这个点是无限密集,尽管科学家认为它是因广义相对论和量子力学的不一致而导致物理学崩溃的产物。
事实上,科学家怀疑奇点是非常密集,但并非无限密集。
什么是不确定性原理?
德国物理学家海森堡1927年提出的不确定性原理是量子力学的产物。
这项原则陈述了精确确定一个粒子,例如原子周围的电子的位置和动量是有限制。
这个不确定性来自两个因素。
首先测量某东西的行为将会不可避免地扰乱那个事物,从而改变它的状态。
其次,因为量子世界不是具体的,但基于概率,精确确定一个粒子状态存在更深刻更根本的限制。
什么是薛定谔的猫?
“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的理想实验的名字,它描述了量子力学的真相:粒子的某些特性无法确定,直到测量外力迫使它们选择。
整个实验是这样进行的:在一个盒子里有一只猫,以及少量放射性物质。
在一小时内,大约有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫,剩下50%的概率是放射性物质不会衰变而猫将活下来。
根据经典物理学,在盒子里必将发生这两个结果之一,而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。
但在量子力学的怪异世界里,猫到底是死是活都必须在盒子打开后,外部观测者“测量”具体情形才能知晓。
当盒子处于关闭状态,整个系统则一直保持不确定性的状态,猫既是死的也是活的。
这项实验旨在论证怪异的量子力学,当它从粒子扩大宏观物体,诸如猫,听起来非常荒谬。
什么是量子纠缠?
纠缠是关于量子力学理论最著名的预测。
它描述了两个粒子互相纠缠,即使相距遥远距离,一个粒子的行为将会影响另一个的状态。
当其中一颗被操作(例如量子测量)而状态发生变化,另一颗也会即刻发生相应的状态变化。
阿尔伯特·爱因斯坦将量子纠缠称为“鬼魅似的远距作用”(spooky action at a distance)。
但这并不仅仅是个诡异的预测,而是已经在实验中获得的现象,比如科学家通过向两个处于室温的纠缠的小钻石发射激光(图中绿色)。
科学家希望未来能够建造量子计算机,利用粒子纠缠进行超高速计算。