不死不活的“薛定谔猫”——11月30日科学史上的今天

2018-11-30作者:科学π工作室 编著编辑:书问阅读



1935年11月30日,奥地利物理学家欧文·薛定谔发表了一篇论文,在其中,他提出了一个叫做“薛定谔猫”的假想实验。这只“猫”在物理学发展史中,占有重要的地位,也在量子力学两大学派的争端中,成为精彩的一笔。直到80多年后的今天,仍然有人在讨论猫实验的“真伪”,且远远地超出了“猫”的话题,由此勾起了关于物理世界“真实性”的哲学大讨论。


“薛定谔猫”是众多假想实验中最为奇特、也最为狡黠的一个。


创立了量子力学的波动理论之后,薛定谔原本以为量子力学应该有更迅速的发展。然而,出现了另一个样式迥然不同的量子理论,这就是矩阵力学。此后几年,量子力学正朝着与他预期完全相反的道路上“滑行”下去。最令他反感的是德国物理学家马克斯·玻恩对他所创立的波动方程提出的解释。按照玻恩的说法,在任何一个瞬间,一个碳14原子处于衰变与不衰变的两个状态的“叠加态”之中。现在把它放在盒子里,除非你打开盒子去看它,才能一次性地确定,是衰变了,还是没有衰变。这一次性的确定就是玻恩的叠加态“坍缩”。


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为了揶揄这一说法,薛定谔提出了一个“猫实验”。薛定谔说,既然放射性原子处于叠加态,可能衰变,也可能没有衰变,那么这只猫就处在“不死不活”的“叠加态”里,即它可能死了、可能活着、可能不死不活,只要人不打开盒子,这只猫就将永远处于“不死不活”之中。


“状态的叠加”与“坍缩”本是针对微观粒子而言的,薛定谔的狡黠就在于他把微观现象——一个放射性原子的衰变,与宏观现象——猫的死活“嫁接”到了一起,确实使人感到妙趣横生。



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内容来源:书问

作者科学π工作室 编著
出版清华大学出版社
定价99元
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