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最著名的思想實驗之一,卻最容易被人們誤解

發布時間:2025-10-27閱讀(2)

在中學階段,我們學過光的干涉:當光射向兩條狹縫時,會在另一端的屏幕上留下明暗交替的干涉圖樣。但如果你意識到,光是由光子組成的,每個單獨的光子必須通過一個狹縫,你就會開始看到其中的怪異之處。即使一次只發送一個光子,最終仍然會得到干涉圖樣。然后,你可能會想知道,光子到底通過的是哪條狹縫?當你對這個想法開始實施測量的時候,你會發現干涉圖案消失了。

這讓一件事讓物理學家明白,觀察量子系統的行為可以在很大程度上改變結果。但是,這一發現卻給物理學帶來了更多的問題。在什么情況下觀察會改變結果?觀察的構成要素是什么?人類是否需要成為一個“觀察者”,或者一個無機的、非生命體的測量方法就足夠了?

打開盒子等同于觀察,你可能會發現貓死了,也可能發現貓還活著。但在你打開盒子之前,貓、原子系統必須處于兩種狀態的疊加狀態。原子衰變的可能性是不確定的,因此原子必須同時處于衰變態和非衰變態的疊加狀態。因為原子的衰變控制著毒物的釋放,而毒物決定著貓的生死,所以貓本身必然處于生和死的疊加狀態。

對薛定諤的貓的誤解

事實上,貓本身就是一個完全有效的觀察者。在那里放一個蓋革計數器,也可以算作一種觀察。事實上,在這個系統中發生的任何不可逆的相互作用,即使它與外部世界完全隔絕,也只會顯示出一種確定的狀態:原子要么衰變了,要么沒有。(www.ws46.Com)

換句話說,薛定諤知道貓要么是死的,要么是活。貓本身永遠不會處于量子態的疊加狀態,而是在任何時刻要么絕對死亡,要么絕對活著。他認為,僅僅因為你的相機沒有聚焦,并不意味著現實從根本上是模糊的。

只有當物理學家在某個特定的時間進行觀察時,貓的狀態才能被創造出來嗎?答案顯然不是的。量子宇宙對所有人來說都是一個陌生的領域,薛定諤的貓在很大程度上說明了我們是多么容易誤解它。

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