薛定谔的猫是量子力学中的一个经典问题,经过多年来的讨论,依然存在着各种不同的解释和理解。本文将从物理学、哲学和逻辑学等多个角度来探讨,薛定谔的猫所表达的含义。
薛定谔的猫表达了什么
首先,从物理学的角度来看,薛定谔的猫是一种“超位置”态,也就是说在经过一次测量之前,猫既是生又是死的。这种超位置状态在量子力学中是很常见的现象,因为所有微观粒子的状态都存在这种情况。而薛定谔的猫之所以成为经典问题,是因为它非常直观且易于理解,更重要的是它充分展示了量子力学的诸多奇异特征。
其次,从哲学的角度来看,薛定谔的猫提出了一个经典的哲学难题:猫到底是死是活?这个问题并不仅仅限于量子力学中,在生命哲学和意识哲学中也有着类似的讨论。实际上,这个问题涉及到了我们对于“存在”的本质理解,它还引发了一系列哲学上的分歧。比如,如果我们认为猫只有在被观测之后才变得生或死,那么这种观测是否涉及到了我们的意识或自由意志?这样的命题是否合理?这个问题的答案可能不存在,但是,它至少让我们思考了存在和哲学的一些基本难题。
另外,从逻辑学的角度来看,薛定谔的猫让我们考虑到“排中律”的逻辑难题。排中律通常被认为是现代逻辑学的基石,它认为某种命题或命题的否定必须为真和假中的一种,不可能出现其他的选择。但是,薛定谔的猫问题会让我们对这个观点提出质疑。因为在这个问题中,猫在经过一次量子操作之后既不是死也不是活,这并没有严格遵守排中律的范畴。这种逻辑难题可以让我们重新思考一些哲学和数学上的根本问题,比如现代数学中是否存在不完整的和不连续的数学系统等等。
综上所述,薛定谔的猫问题固然是一道由物理学所提出的题目,但是,它所引发的几个讨论方面都可以超出其物理学本质而转向其他学科。它让我们思考到了存在哲学和意识问题,同时还涉及到了逻辑学和数学的许多基础问题。最终,我们尚不能确定薛定谔的猫是在表达着怎样的含义,但其背后的思考乃至尝试解决杂项问题毫无疑问是伟大而有意义的。
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“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加的著名思想实验。
薛定谔的猫,原本是一个关于一个理想状态下的量子理论的实验,假象把一只猫放进一个密闭且不透明的盒子里,盒子里有一个毒瓶,毒瓶与一个放射性原子核组成一个理想装置。
假定该原子核一小时内有50%的可能发生衰变,并且该原子核衰变时会触发装置打开毒瓶,那么在你不打开盒子的情况下你就不会知道猫是活着还是死了。
通俗的解释就是观测者的行为会影响观测的结果。一个东西你不去管它,它就在那里。你要是想去研究它,那么研究结果就会受到你自身的影响。
埃尔温·薛定谔
埃尔温·薛定谔(Erwin Schr?dinger,1887年8月12日—1961年1月4日),男,奥地利物理学家,量子力学奠基人之一,发展了分子生物学。苏黎世大学、柏林大学和格拉茨大学教授。
在都柏林高级研究所理论物理学研究组中工作17年。因发展了原子理论,和狄拉克(Paul Dirac)共获1933年诺贝尔物理学奖。又于1937年荣获马克斯·普朗克奖章。
薛定谔的猫用来讽刺量子力学。
薛定谔的猫是物理学的四大神兽之一,并非是指某种动物,而是一种思维实验。当时提出的薛定谔的猫思维实验原本是用来讽刺量子力学,现在反而是量子力学的代名词。
“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加的著名思想实验,是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。这里必须要认识量子行为的一个现象:观测。微观物质有不同的存在形式,即粒子和波。
通常,微观物质以波的叠加混沌态存在;一旦观测后,它们立刻选择成为粒子。实验是这样的:在一个盒子里有一只猫,以及少量放射性物质。之后,有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫,同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。
薛定谔简介
埃尔温·薛定谔(Erwin Schr?dinger,1887年8月12日—1961年1月4日),男,奥地利物理学家,量子力学奠基人之一,发展了分子生物学。维也纳大学哲学博士。苏黎世大学、柏林大学和格拉茨大学教授。
在都柏林高级研究所理论物理学研究组中工作17年。因发展了原子理论,和狄拉克(Paul Dirac)共获1933年诺贝尔物理学奖。又于1937年荣获马克斯·普朗克奖章。
在生活中薛定谔的猫指的是事情的确定性和不确定性,就是事情的两面性。
比如我马上要去做一件事情了,这件事情成功和失败都有一半的可能性,在这种情况下可以认为这就是薛定谔的猫。另外假如向天空中抛个硬币,不知道最终落下来的是正面还是反面,这两种可能性都占据一半。当你把手打开之前,这个硬币的状态也算是薛定谔的猫。
薛定谔的猫的起源
“薛定谔的猫”起源于一次嘲讽,故事是这样的,薛定谔创立了薛定谔方程,但是不满意哥本哈根对波函数和叠加态几率的解释。于是,他就编出了一个“薛定谔的猫”的理想实验,把量子力学反直观的效果转移到猫的身上,试图将微观量子行为扩展到宏观的推演,以此来嘲讽对手。
实验中的猫,类比于微观世界中的电子。在量子理论中,电子可以不处于一个固定的状态,上或者下,而是同时处于两种状态的叠加,上和下。电子的自旋状态是上和下按一定几率的叠加,这种混合状态就叫做叠加态。转移到猫的身上,猫的叠加态就是说猫是半死不活,又死又活的。
量子理论认为:当对电子的状态进行测量的时候,电子的叠加态不复存在,它的自旋坍缩成上或者下(本征态),这就是微观世界中量子叠加态的奇妙特点。对于薛定谔的猫来说,如果没有解开盖子进行观察,猫的状态就是死与活的叠加。
这是关于量子理论的
在量子理论中,物质、状态等都是分隔离散的
薛定谔设想了一个理想实验:将一只猫关在箱子里,箱内还置有一小块铀、一个盛有毒气的玻璃瓶,和一套由检测器控制的榔头所构成的执行机构。铀是不稳定的元素,衰变时放出射线触发检测器,驱动榔头击碎玻璃瓶,释放出毒气将猫毒死。铀未衰变前,毒气未放出,猫是活的。铀原子在何时衰变是不确定的,所以是处于叠加态。薛定谔挖苦说:按照量子力学的解释,箱中之猫处于“死-活叠加态”——既死了又活着!要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。(请注意!不是发现而是决定,仅仅看一眼就足以致命!)
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