薛定谔的猫有一个全新的解释,要怎样去理解呢?

发布网友发布时间：2022-05-10 20:12

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热心网友时间：2022-05-18 00:37

我们都知道哥本哈根学派代表人物有“波尔”、“波恩”和“海森堡”，而爱因斯坦这边主要是“爱因斯坦”、“薛定谔”等人，所以在第一波对哥本哈根学派的攻击失败后，爱因斯坦就想到了另一个量子力学的“弱点”，那就是“叠加态”。

这话怎么说呢？我们都知道量子力学里面有个概念叫叠加态，就是说一个微观粒子可以同时处于多个位置，比如描述一个粒子可以说该粒子：A位置出现概率是34%+B位置出现概率是36%+C位置出现的概率是30%，所以这个粒子是同时处于A、B、C三处的叠加态。这种叠加态要是再宏观世界会变得非常荒谬，所以爱因斯坦很多年前就和薛定谔沟通过，讨论看能否把微观世界的这种叠加态带到宏观来，从而形成对哥本哈根学派的攻击。

如何把微观世界的叠加态带入宏观呢？这难度非常大，因为微观和宏观目前并没有一条明确的分界线，不过大神薛定谔还是想到了一个思想实验，那就是大名鼎鼎的“薛定谔的猫”，这个故事相信您一定听说过，这里为了照顾没听过的朋友我还是简单说下：

所谓薛定谔的猫其实是一个思想实验，把一个猫放进一个封闭的箱子（当然保证猫有空气能存活），箱子里面有放射性元素镭、一个毒瓶子和一把锤子，镭一旦衰变会进行辐射从而激发一个装置，这个装置会让锤子掉下来敲碎毒瓶，然后猫就game over的挂了，当然如果镭没衰变，猫自然就活的很愉快。

所以问题的关键在于镭是否衰变，但是很多人把镭是否衰变理解成为我们宏观意义上的随机，这里有一个很大的误区，不少人都陷入了这个误区。那就是宏观上的随机和微观上的随机，可是有大大的不同。为什么呢？我问你一个问题：你向上乱扔一个硬币问硬币落地时的正反面，你觉得这个事件是不是随机事件？你也许会觉得肯定是随机事件啊，但是我要告诉你的是这不是“真正的随机”！

那啥叫真正的随机呢？扔硬币这个行为看似随机，其实当你扔硬币的一刻，只要我知道你扔的角度和速度等一切初始信息，就可以用牛顿力学等物理规律来预言后面发生的一切，也就是你扔硬币的一刻我就已经知道结果了，无需等到硬币真正落地。

当一个事件才刚开始，我就已经知道后面的结果了，请问这能叫随机吗？No，这不叫随机，这叫必然发生，因为我能预测出硬币后面落地必然会处于XX状态。我们通常觉得扔硬币是随机事件是因为我们并不知道扔硬币的初始状态而已，其实我们是有能力知道扔硬币的一切初始状态的。

但是微观世界就不同了，比如你想根据一个电子的初始状态去预测一个电子下一秒的位置，首先初始状态信息就不能获取完全（因为测不准原理速度和位置不能同时测准，往期详细说了，不懂可以去看看），所以你预测电子下一秒的位置就不能给出确定的答案，只能说下一秒出现在A这个地方的概率是70%，电子处于叠加态：70%概率在A+30%概率在B。请记住一点，微观世界对所有粒子的预测，都是说概率，不说确定值（当然也有一种特殊情况，比如概率为100%和概率为0%的时候，只不过大部分时候的预测都是0%~100%之间的概率值），这也是爱因斯坦觉得量子力学不完备的原因所在。

所以微观粒子如果也有一个“抛硬币”实验，你会发现当你抛出去的一刻，你用初始信息是无法计算出硬币落地时的到底是正面还是反面，你只能给概率值。而且你无法准确预测后面的结果，不是因为我们目前的技术不够，也不是我们掌握的理论规律不够，这是微观世界本身的属性，微观世界本身就是不确定的，所以微观世界的随机，才是真正的随机。

说到这里，我们再谈薛定谔的猫就简单多了，由于镭是否衰变属于微观意义上的随机，这种随机你用任何“初始信息”也无法得知镭到底再啥时一定会衰变，镭可能处于叠加态：40%衰变+60%不衰变，镭一旦处于叠加态，由于镭衰变的后面可是接了一连串的因果链条，这条链条末端就是猫，所以源头具有叠加性，导致因果链的末端也出现叠加态，也就是猫也处于叠加态：40%死亡+60%活着，由此“一只既活又死的猫”就这样诞生了。

薛定谔提出这个思想实验后说：我实在很难想象一只激活又死的猫到底是啥猫？所以哥本哈根学派的量子力学是荒谬的。这里注意，薛定谔是属于爱因斯坦这一派的，薛定谔提出这个实验是为了反驳哥本哈根学派的量子力学，很多人以为薛定谔是为了证明微观世界的叠加性才提出这个实验，事实恰恰相反。

所以看到这里，相信大家应该明白“薛定谔的猫”到底要表达啥了吧，其实就是把微观世界的叠加性，想办法带到宏观来，让大家明白微观世界“叠加性”的荒谬。这也算是爱因斯坦学派对哥本哈根学派的第二波量子力学攻击，面对这次来势汹汹的攻击，哥本哈根学派又是如何反击的呢？我们知道第一波攻击，哥本哈根学派的波尔一晚上就反击成功，不知道这波攻击，哥本哈根学派还能反击成功不？