薛来薛定谔的猫 如何向文科生浅显易懂的讲解薛定谔的猫?

2018-02-27
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文章简介：首先,你要记得,叠加态不是宏观物体一般情况下可能达到的状态,它靠概率描述但并不是"有一定几率发生"这回事.实际上"观察"这一行为,无论是什么

首先,你要记得,叠加态不是宏观物体一般情况下可能达到的状态,它靠概率描述但并不是“有一定几率发生”这回事。

实际上“观察”这一行为,无论是什么形式的,本质上是跟被观察物的互动,你看到一个桌子,是因为打到桌子上的光子又飞到你的眼睛里,让你了解到桌子的存在,同理,你跟世界发生了各种形式的互动,以声波、电磁波、引力波的形式,然后知道世界的存在。

打个比方,你在山谷里喊一嗓子,能听到回音,即使闭着眼睛你也能知道自己在一个空旷但远处有障碍物的地方,这相当于你用声波来观察周围的地形(蝙蝠表示自己更专业),但如果你想观察的是空气中的某粒灰尘,你一嗓子吼出来,那灰尘就飞了,你自然什么也观察不到(用声音...)。

然后你就可以理解,为什么观察会导致微观物体发生改变了,因为他们太小了,小到我们采取任何行动都会影响到它们(其实严格点应该这么说,微观世界的规则与我们完全不同,不知你还记不记得中学时学的电子云,那不是电子转得太快形成的残像,而是说它以一种概率云的形态弥散在原子核周围。其实叠加态什么的才是事物的本来形态,我们这种宏观物体都是“坍缩”过的产物)。

最后我们终于可以说说这只猫了,薛定谔先生觉得微观世界的规律不同让人不爽,于是设计了这个微观影响宏观的思想实验:一个封闭的箱子,外界无论任何探测手段都无法穿透,而内部有一只猫,一个即将衰变的什么原子(忘了),以及一个检测其衰变的机器, 机器一旦检测到衰变,就会释放出毒气毒死猫,而在无人观察(其实际意义是说,没有任何其他事物或力量能影响这个箱子)的状态下,原子处于一种衰变与未衰变的叠加态——它即不是衰变也不是没衰变,更不是既衰变又没衰变或者是有一定几率衰变——它的状态是一种宏观世界一般无法拥有的状态。

因为原子是否衰变决定了猫的生死,所以在这个箱子里,猫的生死跟原子的衰变同步,变成叠加态了。