对量子力学里面的一些奇异现象 , 不要说吃瓜群众不理解 , 就连量子力学开山鼻祖之一的爱因斯坦和创立量子力学波动方程(薛定谔方程)的薛定谔也很迷惑 , 曾经在上世纪与哥本哈根派(其理论被称为哥本哈根诠释 , 后来被确认为正统量子力学理论)进行了半个世纪的论战 , 最终败下阵来 。
其中最著名的一个例子就是思维实验“薛定谔的猫”
这只可怜的“猫”是薛定谔凭空创造出来的 , 他的构想是:在一个密闭的盒子里 , 有一只猫 , 这只猫随时处于危险中 , 因为在盒子里放有一瓶毒气 , 毒气瓶上有一个足以砸碎瓶子的铁锤 , 这个铁锤受放射性元素衰变控制 , 谁也不知道这个元素什么时候衰变 。
这只猫有两个结果:其一 , 只要元素发生衰变 , 这个铁锤就会落下 , 被打碎瓶子里的毒气溢出 , 猫必死无疑;其二 , 元素没有发生衰变 , 这只猫一直活着 。
问题是:这只猫到底是死了还是活着呢?
根据经典力学的理论 , 这只猫的结果有两种 , 而且很明确 , 即不是死了 , 就是活着 。 但由于盒子密闭着 , 外面的人在没打开盒子前 , 谁也不知道猫的死活 , 只有打开盒子 , 才确切知道这只猫是死了还是活着 , 两者必有其一 。
但量子力学根据不确定性原理和波函数坍塌理论 , 认为这只猫在没有打开盒子前 , 一直是处于又死又活的叠加态 , 不存在死了或活着的一种状态 。 只有在打开盒子那一刹那 , 观测使波函数坍缩 , 这只猫就从波的叠加态塌缩成本征态 , 也就是或者死了 , 或者活着 。
两者的争议的焦点是:经典力学认为 , 在盒子没有打开前 , 这只猫已经死了或者活着 , 打开了盒子才能够知道结果;量子力学却认为 , 既知道打开盒子前 , 也知道打开盒子后的状态 , 猫的死活是在打开盒子那一刹那决定的 , 在没有打开盒子前 , 猫处于又死又活的叠加态 。
好 , 我们现在按照平时吃喝拉撒的宏观常识 , 支持哪种说法呢?当然是经典力学的方法了 , 量子力学的说法不是神经病说胡话吗?好 , 祝贺你 , 你的想法与爱因斯坦和薛定谔这些大师级科学家如出一辙 。
薛定谔弄这个思想实验 , 就是想讽刺量子力学那些支持诡异现象的理论 。 但后来的事实证明 , 在量子世界那只猫真的就是这样 , 没打开盒子前又死又活的魔幻潇洒着 , 这些诡异现象在量子世界就是真实存在 。
裁判这次争论对错的是著名的贝尔不等式实验 , 这个实验证实了哥本哈根诠释的可靠性 , 而且得到了科学界的普遍承认 , 由此哥本哈根诠释成为量子力学的正宗理论 。 (有关贝尔不等式 , 过去已经说过 , 今天就不扯了)
量子力学理论和爱因斯坦相对论相结合 , 才能够更精准地认识我们这个世界 , 这已经成为今天科学界的共识 。 现在 , 量子力学理论正在各个科学研究领域和技术应用领域发挥着重要作用 , 推动人类文明向更高层次发展 。
量子力学理论解释了量子世界许多诡异现象 , 薛定谔的猫是这样 , 量子隧穿效应也是这样 , 还有量子纠缠、退相干等等诡异现象也是如此 , 但这些都只是发生在量子层面的现象 , 不能用宏观现实世界的逻辑去验证 。
过去爱因斯坦和薛定谔等科学家们与哥本哈根派的论战 , 是那个时代的科学之争 , 现在这些理论已经成为常识 , 还要去牵强附会 , 甚至与神鬼玄说勾连起来 , 就是愚昧了 。 你说呢?欢迎讨论 , 感谢阅读 。
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