薛定谔的猫

我:跟你讲个很牛逼的物理实验。

女友:好啊。


1

我:假设有一个箱子,里面有一只猫,还有一瓶毒气,毒气有50%的概率会释放,那么这只猫是死还是活呢?

女友:笨啊,我听一听里边有没有猫叫声就知道了。

我:......


2

我:这是一个实验哈,假设有一个箱子,里面有一只猫,还有一瓶毒气,毒气有50%的概率会释放,不能听声音,那你觉得这只猫是死还是活呢?

女友:我打开看一下就知道了。

我:如果死了的话呢?

女友:那就死了呗,不关我事。

我:那为什么你不打开箱子什么事都不发生,你一打开这猫就死了?

女友:这不是你做实验,叫我打开嘛。

我:......


3

我:假设有一个箱子,里面有一只猫,还有一瓶毒气,毒气有50%的概率会释放,不能听声音你怎么才能知道这只猫是死还是活呢?

女友:要看一下。

我:看之前他是死的还是活的?

女友:有可能是死的,也有可能是活的。

我:看之后呢?

女友:要么是死的,要么是活的。

我:那可不可以这么说:这只猫在你打开看之前,同时处于又死又活,既是死的,又是活的的叠加状态?

女友:不对,打开之前它可能是死的,也可能是活的,打开之后就知道它是死是活了,物理学家干嘛做这么无聊的实验呀,这不是常识嘛。

我:....


我想了想好像哪里不对,于是再重新来。

4

我:假设有一个箱子,里面有一只猫,还有一瓶毒气,毒气有50%的概率会释放,不能听声音也不能打开看,那你觉得这只猫是死还是活呢?

女友:有可能是死的,也有可能是活的。

我:那它到底是活的还是死的?

女友:你叫人打开看下就知道了。

我:这里没有别人了。

女友:反正我不看。

我:我放个箱子你面前,我不信你不看。

女友:我就不看。

我:如果有人看了呢?

女友:那就知道这猫的死活了。

我:那是不是说,这人把这猫给看死了?

女友:不对,他打开箱子之前这猫可能就已经死了!

我:他不打开就不知道猫的死活,一打开就看到猫死了,这不就叫好奇心害死猫吗?

女友:不对…这叫碰瓷!谁看就被讹上了。

我:.....


我想我哪里肯定错了,原本是个非常有意思的实验,但被我一讲,连自己都怀疑了。

我想了想,这个实验有个前提假设——50%概率释放毒气。这50%是怎么产生的呢?

来看看实验的原本描述:

把一只猫放进一个封闭的盒子里, 这个封闭的盒子内放置一个放射性原子、盖革计数器和毒气释放装置. 假定这个放射性原子在一小时内有50%的可能性发生衰变, 衰变时发射出一个粒子, 这个粒子将会被盖革计数器探测到, 进而触发毒气装置释放毒气, 将猫杀死. 那么, 一小时之后, 这只猫是死是活呢?

这里原本说的不是放一个放射性原子,而是放入放射性物质,这个放射性物质至少有一个原子衰变的概率为50%,它没有任何原子衰变的概率也同样为50%;当然,这是一个设想。

50%是理想当中的概率,代表着这是一起随机事件。物理的事件有发生时、发生后之分,而理想中的随机概率事件,却不仅把事件分成发生前后两个状态,还有一个正在发生的,结果还未出来的混沌不确定的状态....

如果真存在这一起随机事件,那么猫在箱子里就有可能处于这样一个完全混沌的状态。也就是所说的这只猫又死又活的,半死不活的。

但是问题来了——现实生活中,随机事件真的存在吗

我们所学的概率,是数理上的逻辑,现实中有什么事件是由概率决定的?

如果说掷硬币,人工地抛硬币可能会人为地影响它出现正反的概率,那就用极致的精密的器械来抛,抛N次,它能有50%的概率为正面,50%的概率为反面。

但学过概率论都知道,每次抛出硬币,它都是一个独立事件,它出现正反的结果并不与之前抛的n次有任何关系。既然没关系,谈何概率?

如果你投掷一枚硬币的话,它出现正反的结果并不是概率决定的,它只决定于你投出的那一瞬间的各种环境参数。你的掷出力度、掷出角度、硬币旋转的线速度,空气阻力,硬币旋转产生的空气动力,甚至是硬币表面的分子分部、地球的地转偏向力,任何细微的数据全部集中在一起,经过庞大的计算的话,那么在硬币投掷出去的瞬间,得到的结果其实早已注定。

再说彩票,彩票的抽奖看似随机。实际上,抽奖机运行时,机器转动时间、机器内壁大小形状、当前各个球的位置就决定了抽奖的结果。

人类眼中的随机,更多是观察力的限制,实则并没有随机。

难怪爱因斯坦说:“上帝不掷骰子”。然而,这句话引起了了一个世纪的争论。

那概率在现实世界就真不存在吗?现实世界有没有真正的随机事件?

宏观的物理世界你可以说它是确定的,用各种宿命决定论即可解释。但在微观的粒子世界,却匪夷所思:随机、测不准、不确定性....

近代的物理学家们早就给出了说法:

原子的运动是随机的。

在微观的世界,任何粒子,小到一定程度,就会展现出与经典力学不一样的性质。

回想“双缝干涉实验”,实验结果出现四条明暗相间的亮条,高中物理将实验结果解释为:光子即是粒子,又是波。

粒子是实体,波却是无形的,怎一个同时存在?

对于量子的表述,无论是“测不准”,还是“不确定”,或者“波粒二象性”,韩锋博士觉得这样的描述并为说清量子的本性,他认为用非定域性四个字才能描述清楚量子关联性存在的本质。

这就有点烧脑了,微观粒子所处的状态并非绝对的,它并不存在空间的特定位置,它在整个空间中与各个点相关联,是一种整体的存在。

话题像是说远了,聊得是话题很轻松的猫,但这里其实讨论的是世界的本质,物理学家们对量子力学的长达一个世纪的研究,最终还是达成了一个共识:承认了世界的本质是非定域的、不确定的

那么,问一个深刻的问题:世界的本质既然是不确定的,但为什么我们所处的世界,一切看起来确实确定的?

因为——我们所处的世界被观察了

而这个观察者,是我们自己,是宇宙,是万事万物....

观察导致了我们所处的宏观世界的坍缩,成为了一个确定态...


回到猫的实验:

既然微观的粒子运动是不确定的,也就验证了随机的存在。在猫的实验里,50%的概率被释放就成为了可能。

于是这只猫所处的同时死的,也同时是活的,成为了可能。

实验的描述就是一个从微观的实际运动触发到宏观世界的过程。

原子处于是否衰变的叠加态——>烧瓶处于是否打破的叠加态——>猫处于是否杀死的叠加态。

放射性的元素的半衰性具有不可预测性,在箱子封闭的状态下,粒子的状态处于衰变与未衰变的概率云....

在你打开箱子之前,这粒原子处在衰变与不衰变的叠加状态,于是这只猫也处在了既是死的,又是活的叠加状态。


那为什么人们眼中的猫要么是死的,要么是活的呢?

因为你对这个状态进行了观察,瞬间打破了它原有的叠加态,也就是导致了这个叠加态的坍缩。

那么还是那个问题,为什么你的观察,直接导致了猫的死活?

猫所处的箱子世界是一个独立隔绝的系统,而你所处的世界是一个被观察,已经坍缩的系统,你的系统是个确定的系统,而猫所处的系统是不确定的系统,两个系统发生关联,于是猫从所处的混沌状态之中,迅速坍缩到你眼中的确定形象....

其实这也可以用热力学来解释,孤立的系统之间发生了信息交流,必然导致了了能量的耗散。这个能量耗散的过程就是从不确定到确定的过程。


于是又有人问了。那我不打开箱子,发个录像机进去,等一个小时后在看录像行不行?

其实也是一样的道理,只是多了一层传导链条。

原子最初处于是否衰变的叠加态——>于是烧瓶处于是否打破的叠加态——>于是猫处于是否杀死的叠加态——>于是的录像也处在是否录到了猫被杀死的叠加态。

你一观察,这个系统就被你打破了。

但这猫在你眼里死了,你便无法看到它活着的另一种可能。

量子物理太奇妙,这个世界也太奇妙。

世界本身就是一团概率云,可我们只能身处在概率坍缩的世界,不可能看到没有发生的其他可能。


我们人本身是确定的,却接受不了不确定的世界。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 215,463评论 6 497
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,868评论 3 391
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 161,213评论 0 351
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,666评论 1 290
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,759评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,725评论 1 294
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,716评论 3 415
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,484评论 0 270
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,928评论 1 307
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,233评论 2 331
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,393评论 1 345
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,073评论 5 340
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,718评论 3 324
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,308评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,538评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,338评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,260评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容

  • 文/苏央 不知道有多少听过“薛定谔的猫”这个词呢? 你第一次听到这个词是因为网剧《薛定谔的猫》吗? 还是对此一点都...
    苏央_良善雅痞阅读 2,067评论 13 23
  • 世界上有许多著名的猫:Kitty、加菲猫、哆啦A梦、Tom…… 而科学界最著名的猫,大概就是“薛定谔的猫”了。薛定...
    她禅阅读 2,350评论 2 4
  • 最近看有关量子论方面的资料 自然不得不看薛定谔的猫 也就是量子物理实验 话说确实是很难懂 看的很是头晕 这周就做个...
    一叶观澜阅读 1,672评论 0 0
  • 要认识神秘的量子纠缠,首先要认识神秘的量子现象。 不管是学哪个行业的,大概都听说过奇妙的量子现象。诸如测不准原理啦...
    josephok阅读 1,856评论 1 16
  • ✨编者按:针对于目前大量的灵修,宗教以及商家,偷换量子理论的概念,以达到其目的,特转发张天荣老师的科普系列文章《走...
    小义子_正版阅读 1,312评论 2 5