薛定谔的猫的真正意义是什么？ _关于薛定谔的猫的现实寓意

薛定谔的猫的真正意义是什么？

文章插图
薛定谔提出的猫的理想实验并不是要证明什么，而是表达对波恩统计解释的不满。微观世界中物质的运动并不能用牛顿力学去描述。
这个方程能够很好的描述微观世界中粒子的运动，其在量子力学中的地位足以和牛顿第二定律在经典力学中的地位相媲美。薛定谔也因这个方程拿到了诺贝尔物理学奖。薛定谔方程不是推导出来的，更像是拼凑出来的。尽管薛定谔方程非常优美地解决了微观粒子的运动，这方程的背后还有基本的问题困扰着物理学界。
薛定谔给出了方程，但是他本人也不知道这个方程的意义是什么。后来波恩给出了统计解释，认为波函数模的平方代表空间某个位置找到粒子的几率。波恩的解释和实验非常吻合，波恩也因此拿到了诺贝尔物理学奖。
不过也有一些物理学家对波恩的解释不满，爱因斯坦的那句“我不相信上帝在掷骰子”就是对几率解释的不满。薛定谔本人也不满波恩的解释，为了反驳波恩，薛定谔设计了一个至今仍困扰物理学界的“薛定谔的猫”的理想实验。实验大体是这样的，把一只猫装进一个封闭不透光的箱子里，箱子里还有一个放射性原子，一个粒子探测装置，一瓶剧毒物质，一把锤子。
如果放射性物质发生衰变，粒子探测器就能接收到衰变放射出的粒子，然后发出信号让锤子打碎装着剧毒物质的瓶子，这样猫就必死无疑。如果粒子不衰变，猫就会活着。也就是说猫的状态由粒子是否衰变决定，猫存在两种状态，活态和死态。
按照量子力学的态叠加原理，物理学家在测量猫的状态前，猫就处在活态和死态的叠加态，只有打开箱子测量的时候，猫才会塌缩到本征态，只能测量到活态和死态中的一种。这是和常理格格不入的，薛定谔就是用猫实验将微观和宏观联系在了一起，把量子行为拓展到了宏观世界。随着进一步的讨论，有人还用多重宇宙解释薛定谔的猫，也有人将薛定谔的猫比作陷入爱河时的踌躇不定。薛定谔的猫也因此收获了更大的市场。
不过，人们正不断努力试图做出宏观下薛定谔猫的实验，却无法看到怎样去检测是否存在多重宇宙。量子力学的随机不是决定论，也正因此，人活着才能享受拼搏、奋斗带来的惊喜。薛定谔猫是奥地利物理学者埃尔温·薛定谔于1935年提出的一个思想实验。通过这思想实验，薛定谔指出了应用量子力学的哥本哈根诠释于宏观物体会产生的问题，以及这问题与物理常识之间的矛盾。
薛定谔自己是这样描述薛定谔的猫的实验的：把一只猫关在一个封闭的铁容器里面，并且装置以下仪器（注意必须确保这仪器不被容器中的猫直接干扰）：在一台盖革计数器内置入极少量放射性物质，在一小时内，这个放射性物质至少有一个原子衰变的概率为50%，它没有任何原子衰变的概率也同样为50%；假若衰变事件发生了，则盖革计数管会放电，通过继电器启动一个榔头，榔头会打破装有氰化氢的烧瓶。经过一小时以后，假若没有发生衰变事件，则猫仍旧存活；否则发生衰变，这套机构被触发，氰化氢挥发，导致猫随即死亡。用以描述整个事件的波函数竟然表达出了活猫与死猫各半纠合在一起的状态。薛定谔的猫是一个非常著名的物理思想实验。
它的意义也是非常显著的。要知道，在量子力学发展的历史中，很多物理学家对量子力学的怪异感到难以接受和适应。微观粒子的位置和动量不能同时精确测量，粒子可以同时处于不同的状态。
相距遥远的两个粒子之间的量子纠缠可以瞬间传播。面对这些大量违背直觉的结论，当时的物理学家普遍采取一种“实用主义”的态度。即一切以符合实验数据为主，将量子现象看着只有在微观世界才会出现的既有结论强行接受，回避甚至拒绝思考量子物理背后的物质实质和理论的基础。
薛定谔的猫出现之后，量子力学中怪异的叠加状态居然一下从微观世界跑到了宏观世界，让猫处于生和死的叠加态！这个思想实验的意义也正在此处：它将物理学家们狼狈地逼入死角，逼着他们去思考和完善量子理论所存在的问题。相信很多人对薛定谔的猫的理论了解都是来自《生活大爆炸》这部美剧。在这部剧里，Penny就自己是否要和莱纳德交往这个问题咨询了谢耳朵，谢耳朵在回答她的问题时引用了这个理论。但是penny显然一脸困惑。
这个理论是一个理想状态下有关量子理论的实验。科学家薛定谔把一只猫放进一个不透明而且密闭的盒子里，盒子里有一个盛有毒气的玻璃瓶和一个放射性原子核构成的理想装置。一个小时之内，这个原子核有50%的可能会发生核衰变，一旦衰变，这个毒气瓶就会被打开导致猫死亡。