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什么是薛定谔的猫？ 薛定谔的猫什么意思

电子量子量子力学哥本哈根

薛定谔的猫是什么意思(什么是薛定谔的猫？)
薛定谔的猫是我们大多数人可能听说过的东西，但我们中有多少人真正知道它的含义？

我们今天来讨论一下 。薛定谔的猫在说什么？
欧文·薛定谔是20世纪初的物理学家，他对量子理论做出了巨大贡献，并于1933年获得诺贝尔物理学奖 。相信他在物理系的朋友会对他比较熟悉，薛定谔方程会贯穿整个量子力学课程 。
然而，他最出名的是“薛定谔的猫”，这是他用一只猫来反对哥本哈根学派关于波函数的观点的思想实验，但后来，它被广泛用于生动地描述宏观和微观物理系统之间的差异 。

欧文·薛定谔
这一切是怎么开始的？
自20世纪初量子力学诞生以来，在原子和亚原子层面对物理现象的解释取得了巨大成功 。量子力学理论的预言与实验结果有着高度的一致性，这使得大家从对量子力学原理的怀疑到承认其正确性 。
众所周知，在双缝干涉实验中，无论是光还是电子通过平行双缝的障碍物，许多明暗干涉条纹都留在后屏上，而不是双缝对应的两条亮条纹 。后来，科学家改变方法，用单个光子或电子重复实验，在屏幕上留下干涉条纹 。他们没有像预期的那样只走一条路 。
双缝干涉实验
这证明了光和电子的波动特性，量子力学很好地说明了干涉条纹的强度用波函数表示概率 。然而，在这之后，以爱因斯坦为代表的物理学先驱和以玻尔为代表的哥本哈根学派，就这个波函数的概率展开了旷日持久的争论 。
假设一个自旋为零的介子衰变为一个电子对，由于角动量守恒，两个分离的电子必然有相反的自旋，总自旋仍然为零 。然后让它们朝相反的方向飞，然后测量电子的自旋 。如果观察者测量到其中一个电子的自旋是向上的，他马上就知道另一个电子的自旋是向下的 。
哥本哈根学派认为，电子自旋在测量之前是不确定的 。正是这种测量使电子的状态向量坍缩，并在另一个方向产生电子的自旋 。这也是我们现在大多数物理教科书中的观点 。
但爱因斯坦和薛定谔的局域物理实在观认为，哥本哈根学派违反了狭义相对论，他们认为电子在产生的瞬间有确定的自旋方向，但量子力学无法告诉他们 。换句话说，量子力学是不完整的 。
薛定谔用猫做了一个形象思维实验 。想象一下，做一个这样的黑盒子，里面放一只猫 。在这个黑盒子里，有一个储存放射性物质的有毒气体装置，这些物质可能会也可能不会发生原子衰变 。这两个过程的概率是相等的 。如果发生原子衰变，这个原子就会触发这个装置，释放有毒气体，猫就会死 。如果它不腐烂，猫就没事了 。
那么，如果我们不打开盒子，猫是死是活呢？
根据哥本哈根学派的说法，如果猫可以被视为量子力学的研究对象，那么它被囚禁在黑盒中之后的状态可以用波函数来描述 。换句话说，在盒子打开之前，猫的状态是完全未知的，所以猫被认为是处于既活又死的量子叠加状态 。
只有在外部观察者打开盒子的那一刻，猫才被迫选择一种状态，要么活着，要么死了 。如果你发现猫死了，那么哥本哈根学派量子力学对这个悲剧的理解就是你的观察杀死了猫 。
薛定谔认为猫在打开黑盒之前处于死的和活的状态的结论是一种谬论 。
量子理论用来描述电子、质子等亚原子粒子的行为，其核心是波函数的概念 。波函数描述了这些粒子所有可能的状态，包括能量、动量和位置 。
但现在已经证明，量子态坍缩不仅仅是由有意识的观察者驱动的，实际上量子粒子的每一次相互作用都会使其态坍缩，这也是量子计算机现在面临的问题 。

薛定谔的猫不是真正的实验，甚至不是任何科学理论的一部分 。薛定谔用猫构建了他想象中的实验，以证明对量子理论的简单误解会导致与现实世界不一致的荒谬结果 。这只是一个虚构的形象化解释工具 。遗憾的是，当代很多人还在继续传播量子态(以及现实本身)是由有意识的观察者决定的误解，用非物质的、不科学的方式用量子理论来讨论现实、意识甚至形而上学的本质仍然非常流行，真的让人哭笑不得 。
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