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          不死不活的“薛定諤貓”

          來源:顆粒在線 1459 2019-11-30

          ??1935年11月30日,奧地利物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤(Erwin Schr?dinger)發(fā)表論文,在其中,他提出了一個(gè)叫做“薛定諤貓” 的假想實(shí)驗(yàn)。

          埃爾溫·薛定諤(1887年8月12日—1961年1月4日),奧地利籍物理學(xué)家

          這只“貓”在物理學(xué)發(fā)展史中, 占有重要的地位,也在量子力學(xué)兩大學(xué)派中成為精彩的一筆。

          直到80多年后的今天,仍然有人在討論貓實(shí)驗(yàn)的“真?zhèn)巍?,且遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超出了“貓”的話題,由此勾起了關(guān)于物理世界“真實(shí)性”的哲學(xué)大討論。

          “薛定諤貓”是眾多假想實(shí)驗(yàn)中最為奇特、也最為狡黠的一個(gè)。

          薛定諤創(chuàng)立了量子力學(xué)的波動(dòng)理論之后,他原本以為量子力學(xué)應(yīng)該有更迅速的發(fā)展。

          然而,出現(xiàn)了另一個(gè)樣式迥然不同的量子理論,這就是矩陣力學(xué)。

          此后幾年,量子力學(xué)正朝著與他預(yù)期完全相反的道路上“滑行”下去。

          最令他反感的是德國物理學(xué)家馬克斯·玻恩對(duì)他所創(chuàng)立的波動(dòng)方程提出的解釋。

          按照玻恩的說法,在任何一個(gè)瞬間,一個(gè)C14原子處于衰變與不衰變的兩個(gè)狀態(tài)的“疊加態(tài)”之中。

          現(xiàn)在把它放在盒子里,除非你打開盒子去看它,才能一次性地確定,是衰變了,還是沒有衰變。

          這一次性的確定就是玻恩的疊加態(tài)“坍縮”。

          為了揶揄這一說法,薛定諤提出了一個(gè)“貓實(shí)驗(yàn)”。

          薛定諤說,既然放射性原子處于疊加態(tài),可能衰變,也可能沒有衰變,那么這只貓就處在“不死不活”的“疊加態(tài)”里,即它可能死了、 可能活著、可能不死不活,只要人不打開盒子,這只貓就將永遠(yuǎn)處于“不死不活”之中。

          “狀態(tài)的疊加”與“坍縮”本是針對(duì)微觀粒子而言的,薛定諤的狡黠就在于他把微觀現(xiàn)象——一個(gè)放射性原子的衰變,與宏觀現(xiàn)象——貓的死活“嫁接”到了一起,確實(shí)使人感到妙趣橫生。


          薛定諤貓(示意圖)

          來源:《科學(xué)歷2018科學(xué)史上的今天》,由科學(xué)π工作室編著。

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