浅谈薛定谔猫
浅谈薛定谔猫
0 引言
薛定谔猫是1935年由著名的物理学家埃尔温·薛定谔提出的一个假想实验，通过这个实验对量子力学的概念提出了质疑。经典世界中的薛定谔猫是由大量微观粒子组成，那么它为什么没有波粒二象性的特征呢？量子力学的理论是否完备？本文以这些问题为基础，简述了薛定谔猫的发展过程。以此对量子力学有简单的理解。
1、薛定谔猫的由来
“——谁敢跟我提起薛定谔那只该死的猫，我就去拿枪！”这是斯蒂芬·霍金对薛定谔猫的评价。
1.1波粒二象性
微观的粒子既有波动性又有粒子性，诸如电子，光子等微观粒子它们在同一个时刻既可以在这里也可以在那里，既是波又是粒子。它是波和粒子两象的矛盾统一。为了描述他们的状态，引入波函数
来进行描述，微观粒子的波动显现是它运
动的一种统计规律，因此称此波动为概率
波或概率波幅。概率波幅是量子力学的最
基本最重要的概念。量子力学的精妙就是
引入概率波幅（量子态）的概念，微观世
界的各种特性就源于此。量子力学完美的
解释了微观世界的规律，但是在我们所生
活的宏观世界我们似乎难以用量子力学的
原理来解释。因为我们看不到这种量子态。
用一个简单的对比来理解量子力学与宏观物理学的冲突：如果仅仅从量子力学原理再加上数学以及逻辑来看我们的地球时，能看到的是大量叠加的、同时发生的现象，这些现象是从远古的时代起就被许多小的量子事件累积而产生的。然而，我们现实中的地球随处可见的是一个个轮廓清晰而分明的物理实在。
1.2 薛定谔猫假想实验
能否将量子理论应用于宏观的世界？爱因斯坦为代表的一方认定量子力学不是完备的理论，“上帝是不会玩骰子的”;而以哥本哈根学派领袖波尔为代表的另一方认定量子理论是正确的。薛定谔也为此感到困惑，他质疑量子力学的哥本哈根学派的解释，于是他用一个假想的实验来检验理论隐含之处，1935年他发表了薛定谔猫佯缪的文章，薛定谔猫就此诞生。
所谓的薛定谔猫假想实验：把一只猫放进一个封闭的盒子里，然后把这个盒子连接到一个装置，其中包含一个原子核和毒气设施。设想这个原子核有50%的可能性发生衰变。衰变时发射出一个粒子，这个粒子将会触发毒气设施，从而杀死这只猫。我们发现整个事件的波函数竟然表达出了活猫与死猫各半纠合在一起的状态。
2、薛定谔猫的诠释
2.1 哥本哈根诠释
根据量子力学的原理，未进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态，因此，那只可怜的猫就应该相应地处于‘死’和‘活’的叠加态。非死非活，又死又活，状态不确定，直到有人打开盒子观测它。看猫一眼才决定其生死，只有当你打开盒子的时候，迭加态突然结束（在数学术语就是“坍缩”）实验中的猫，可类比于微观世界的电子。在量子理论中，电子可以不处于一个固定的状态（0或1），而是同时处于两种状态的叠加（0和1）。如果把叠加态的概念用于猫的话，那就是说，处于叠加态的猫是半死不活、又死又活的。
哥本哈根的几率诠释的优点是：只出现一个结果，这与我们观测到的结果相符合。但有一个大的问题：它要求波函数突然坍缩。但物理学中没有一个公式能够描述这种坍缩。
2.2 多世界诠释
1957年，埃弗雷特提出的“多世界诠释”似乎为薛定谔猫找到一个合理的解释。
埃弗雷特指出两只猫都是真实的。有一只活猫，有一只死猫，但它们位于不同的世界中。当我们向盒子里看时，整个世界分裂成它自己的两个版本。这两个版本在其余的各个方面都是全同的。唯一的区别在于其中一个版本中，原子衰变了，猫死了；而在另一个版本中，原子没有衰变，猫还活着。”
也就是说，上面说的“原子衰变了，猫死了；原子没有衰变，猫还活着”这两个世界将完全相互独立地演变下去，就像两个平行的世界一样。格利宾指出这是基于无懈可击的数学方程，量子力学朴实的、自洽的、符合逻辑的结果。在我
们生活的这个世界上，没有隐变量，上
帝不会掷骰子，一切都是真实的。”按
格利宾所说，爱因斯坦如果还活着，他
也许会同意并大大地赞扬这一个“没
有隐变量，上帝不会掷骰子”的理论。
多世界诠释的优点是：薛定谔方
程始终成立，波函数从不坍缩，由此它简化了基本理论。可这样的设想过于离奇，这些平行的世界全都是同样真实的。
2.3 退相干理论
了解退相干对薛定谔猫的解释我们先了解退相干历史。
退相干历史(DH)：我们把宇宙的历史分得足够精细，那么实际上每时每刻都有许许多多的精粒历史在“同时发生”(相干)。比如没有观测时，电子显然就同时经历着“通过左缝”和“通过右缝”两种历史。但我们只关心我们所关心的是观测到的电子通过左右之一的一条缝，即粗粒历史的情况。因为互相脱散(退相干)的缘故，这些历史之间失去了联系，只有一种能够被我们感觉到。
按照历史颗粒的粗细，我们可以创建一棵“历史树”。以量子联赛来说，一个球队在联赛中的历史，最粗仅仅可以分两种：“得到联赛冠军”和“没有得到
联赛冠军”。在这个极粗的层面上，我们只具体关心有否获得冠军，别的一概不理，它们都将在计算中被加遍。但是我们也可以继续“精确”下去，比如在“得到冠军”这个分支上，还可以继续按照胜率再区分成“夺冠并且胜率超过50%”和“夺冠但胜率不超过50%”两个分支。类似地我们可以一直分下去，具体到总共获胜了几场，具体到每场的胜负……一直具体到每场的详细比分为止。当然在现实中我们仍可以继续“精粒化”，具体到谁进了球，球场来了多少观众，其中多少人穿了红衣服，球场一共长了几根草之类。但在这里我们假设，一场球最详细的信息就是具体的比分，没有更加详细的了。这样一来，我们的历史树分到具体的比分就无法再继续分下去，这最底下的一层就是“树叶”，也称为“最精粒历史”。
对于两片树叶来讲，它们通常是互相相干的。我们无法明确地区分1:0获胜和2:0获胜这两种历史，因此也无法用传统的概率去计算它们。但我们可以通过适当的粗粒化来构建符合常识的那些历史，比如我们可以区分“胜”，“平”和“负”这三大类历史，因为它们之间已经失去了干涉，退相干了。如此一来，我们就可以用传统的经典概率来计算这些历史，这就形成了“一族”退相干历史，只有在同一族里，我们才能运用通常的理性逻辑来处理它们之间的概率关系。
现在让我们考虑薛定谔猫
的情况：当那个决定命运的原子
衰变时，就这个原子本身来说，
它的确经历着衰变和不衰变两
种可能的精粒历史。原子本身只
是单个粒子，我们忽略的东西并
不多。但一旦猫被拖入这个剧情
之中，我们的历史剧本换成了猫
死和猫活两种，情况就不同了！
无论是“猫死”还是“猫活”
都是非常模糊的陈述，描述一只
猫具体要用到10^27个粒子，当
我们说“猫活”的时候，我们忽
略了这只猫与外界的一切作用，
比如它如何呼吸，如何与外界进行物质和能量交换等等。就算是“猫死”,它身上的n个粒子也仍然要和外界发生相互作用。换句话说，“猫活”和“猫死”其实是两大类历史的总和，就像“胜”是“1:0”，“2:0”，“2:1”等历史的总和一样。当我们计算“猫死”和“猫活”之间的干涉时，我们其实穷尽了这两大类历史下的每一对精粒历史之间的干涉，而它们绝大多数都最终抵消掉了。“猫死”和“猫活”之间那千丝万缕的联系于是被切断，它们退相干，最终只有其中的一个真正发生。
薛定谔猫这样的物体，通过退相干可以损失其整体的相干性，变成一个没有相干性的经典系统，描述其运动的量子力学也会转化为经典系统。从这个意义上，量子力学可以把经典力学作为一种极限。
3、薛定谔猫的启发
薛定谔猫佯缪的解释有很多，不是每一个人都是同意某一种解释。从中引发的问题也很多，像长达了数十年的波尔—爱因斯坦之争，但正是这样的思想交锋。才能更加推动物理学乃至更多学科的研究。
在1996年，法国物理学家塞尔日·阿罗什在实验中让原子的“猫态”维持更长的时间，以此实现量子计算机的梦想，通过所谓的量子比特来解决超越普通计算机能力之外的巨大数据。但我们必须找到一种测量量子比特的方法。而当我们在思考这些问题的时候的“顿悟”，也是不是就从原先的一种叠加态到一种确定态？
利用量子态的特征，还可以建立更加安全的密码体系。通过量子态来传递秘钥是很安全的，在我们想要窃听的时候是对量子态进行准确的测量，就引起退相干，破坏原有的量子态，就被量子相干性的直接推论——“量子不可克隆（精确复制原理”禁戒。
三维薛定谔方程科普：批判之薛定谔的猫
。今日批判之薛定谔的猫。首先，我们来说说薛定谔的猫究竟是什么。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。这是薛定谔的猫的实验过程。首先我们要明确的是，这是一个思想实验。和缸中之脑这些一样的。他的源头是爱因斯坦和薛定谔在关于量子力学不能给出描述量子的状态而只有概率。然后，他们将这种不确定性发大至宏观——那只猫。猫的死活代表了量子的两种被观测状态。波和粒子。所以有几个点要注意：第一，这不是真正实验。第二，猫的死活在猫看来本身是确定的，但对于外界观察者，是不确定的。但是，宏观状态下由于其波动性不明显，一般忽略。微观状态的薛定谔猫态是真实可测的。1996年5月，美国科罗拉多州博尔德的国家标准与技术研究所（NIST）的Monroe 等人用单个铍离子做成了“薛定谔的猫”并拍下了快照，发现铍离子在第一个空间位置上处于自旋向上的状态，而同时又在第二个空间位置上处于自旋向下的状态，而这两个状态相距80纳米之遥！（1纳米等于1毫微米）——这在原子尺度上是一个巨大的距离[3] 。想像这个铍离子是个通灵大师，他在纽约与喜马拉雅同时现身，一个他正从摩天楼顶往下跳伞；而另一个他则正爬上雪山之巅！——量子的这种“化身博士”特点，物理学上称“量子相干性”。摘自百度。但我的本质是批判。所以回到薛定谔猫上来。在很多书中有这样一个说法，当我们不观测月亮时，月亮就可能像波一样弥散。但是量子力学定律将月亮这种巨大质量的物体的波函数限制在很小的区域中，所以即使月亮弥散开去，弥散的程度人眼也不能看出来的。月亮不观测时不是不存在，量子态在观测时由于观测力的相互作用而使波函数坍塌为确定值，微观粒子整体呈现规律性，宏观尺度下观测力几乎对其不影响。第二批判。平行宇宙和薛定谔的猫。首先，平行宇宙的可能来自猫的又死又生的描述状态。也就是不可确定描述且同时存在。薛定谔的猫中的这种叠加状态，就好比平行宇宙与我们现在宇宙之间的状态，它们可能处于同一空间体系之中，但是却相互对立，永不相交。两种选择状态，在没有“观察者”的时候，就会“同时存在”，在我们的宏观世界中不明显，但是在微观世界的量子世界中，很多量子都存在着这种“叠加”的状态。但是这样的同时存在违反了人的常识。为了能够在一定程度上。较为合理地解释。于是平行宇宙概念就在某些不愿承认叠加态的人中提出了。如果存在平行宇宙，按照那些人的说法。每出现量子叠加态的时候就创造新的宇宙用来装下一种状态。那么，很明显违反了能量守恒定律。熵不能增加不能减少更不可能复制粘贴。第三批判。唯心和唯物与薛定谔的猫。（因涉及政治敏感，想和我一起讨论的建议私聊）。完。
浅谈薛定谔猫
浅谈薛定谔猫 0 引言 薛定谔猫是1935年由著名的物理学家埃尔温·薛定谔提出的一个假想实验，通过这个实验对量子力学的概念提出了质疑。经典世界中的薛定谔猫是由大量微观粒子组成，那么它为什么没有波粒二象性的特征呢？量子力学的理论是否完备？本文以这些问题为基础，简述了薛定谔猫的发展过程。以此对量子力学有简单的理解。 1、薛定谔猫的由来 “——谁敢跟我提起薛定谔那只该死的猫，我就去拿枪！”这是斯蒂芬·霍金对薛定谔猫的评价。 1.1波粒二象性 微观的粒子既有波动性又有粒子性，诸如电子，光子等微观粒子它们在同一个时刻既可以在这里也可以在那里，既是波又是粒子。它是波和粒子两象的矛盾统一。为了描述他们的状态，引入波函数 来进行描述，微观粒子的波动显现是它运 动的一种统计规律，因此称此波动为概率 波或概率波幅。概率波幅是量子力学的最 基本最重要的概念。量子力学的精妙就是 引入概率波幅（量子态）的概念，微观世 界的各种特性就源于此。量子力学完美的 解释了微观世界的规律，但是在我们所生 活的宏观世界我们似乎难以用量子力学的 原理来解释。因为我们看不到这种量子态。 用一个简单的对比来理解量子力学与宏观物理学的冲突：如果仅仅从量子力学原理再加上数学以及逻辑来看我们的地球时，能看到的是大量叠加的、同时发生的现象，这些现象是从远古的时代起就被许多小的量子事件累积而产生的。然而，我们现实中的地球随处可见的是一个个轮廓清晰而分明的物理实在。 1.2 薛定谔猫假想实验
能否将量子理论应用于宏观的世界？爱因斯坦为代表的一方认定量子力学不是完备的理论，“上帝是不会玩骰子的”;而以哥本哈根学派领袖波尔为代表的另一方认定量子理论是正确的。薛定谔也为此感到困惑，他质疑量子力学的哥本哈根学派的解释，于是他用一个假想的实验来检验理论隐含之处，1935年他发表了薛定谔猫佯缪的文章，薛定谔猫就此诞生。 所谓的薛定谔猫假想实验：把一只猫放进一个封闭的盒子里，然后把这个盒子连接到一个装置，其中包含一个原子核和毒气设施。设想这个原子核有50%的可能性发生衰变。衰变时发射出一个粒子，这个粒子将会触发毒气设施，从而杀死这只猫。我们发现整个事件的波函数竟然表达出了活猫与死猫各半纠合在一起的状态。 2、薛定谔猫的诠释 2.1 哥本哈根诠释 根据量子力学的原理，未进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态，因此，那只可怜的猫就应该相应地处于‘死’和‘活’的叠加态。非死非活，又死又活，状态不确定，直到有人打开盒子观测它。看猫一眼才决定其生死，只有当你打开盒子的时候，迭加态突然结束（在数学术语就是“坍缩”）实验中的猫，可类比于微观世界的电子。在量子理论中，电子可以不处于一个固定的状态（0或1），而是同时处于两种状态的叠加（0和1）。如果把叠加态的概念用于猫的话，那就是说，处于叠加态的猫是半死不活、又死又活的。 哥本哈根的几率诠释的优点是：只出现一个结果，这与我们观测到的结果相符合。但有一个大的问题：它要求波函数突然坍缩。但物理学中没有一个公式能够描述这种坍缩。
薛定谔的猫一样的感情
有些事知道却不能说，很难过，那就只好求助于比喻。哲学有些虚幻，科学有些现实，突然想到薛定谔的猫实验，属于量子物理，是哲学和科学的结合。 该实验说，把一只猫放进一个不透明的盒子里，然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。设想这个放射性原子核在一个小时内有50%的可能性发生衰变。如果发生衰变，它将会发射出一个粒子，而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置，打开装有毒气的容器，从而杀死这只猫。根据量子力学，未进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态，但是，如果在一个小时后把盒子打开，实验者只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”两种情况。。。。。。 事实上我们会看到活猫或者死猫，但在看之前那猫是即活又死的，是观察者带动了物质坍缩，之后结果产生，最后才被我们看到。对此有一定了解的同学可能觉得很正常，事物可以同时拥有多种状态：有和无，死和生，爱和不爱。但从道德角度来看，这是很不合理的，它对世界来说是一种隐瞒和狡猾，不是平常人与人之间的欺骗啊。。欺骗是合理的，例如，猫没有死，但看开箱子的人不顺眼，于是装死，科学家把它扔出去，它心满意足的跑掉了。或者它是被吓死的，不是被毒死的，这也会造成误解。再或者，它被毒死时汪星科学家出于同情又把它救活了。。。这些欺骗都是合理的真实的。一件事情发生，同时产生结果。不能出来一个“因”，那“果”还在家里睡懒觉。你不能把立刻该出现的结果暂停在时空里，在以后的某个时刻释放出来。试想一下，你烧一壶水，怎么也烧不开，因为喵星科学家在捣乱，这是合理的。现在你烧水十分钟，然后从底座上拿下来，过一段时间，也许是明天，你打开盖子，然后根据感觉好坏来决定水开或不开。。。我反对的不是欺骗和隐瞒，而是扭曲。 其实这种情况或这种感情是存在的，没什么不对。。。我听说，如果有终极真理的话，那它不是极度和谐就是极度扭曲，大概就是这个意思吧。 每件事情的源头都是另一些看似不相干的事。写这段文字的源头之一是Toni Braxton 的《Trippin》，一首歌。
薛定谔的猫
薛定谔的猫 最近有人问，薛定谔的猫是什么东西，这里做一个简单的回答。 薛定谔之猫，是关于量子理论的一个理想实验（类似于力学中的伽利略斜面实验），薛定谔之猫的概念提出是为了解决爱因斯坦的相对论所带来的祖母悖论，即平行宇宙之说。 量子力学是描述原子、电子等微观粒子的理论，它所揭示的微观规律与日常生活中看到的宏观规律很不一样。处于所谓“叠加态”的状态，用在宏观世界的日常生活中举例来说，就好比你在家中何处是不确定的，我看你一眼，你就突然现身于某处——客厅、餐厅、厨房、书房或卧室都有可能；在我看你之前，你像云雾般隐身在家中，穿墙透壁到处游荡。这种魔术别说常人认为荒谬，物理学家如薛定谔也想不通。于是薛定谔就编出了这个佯谬，以引起注意。 薛定谔猫佯谬是一个设计巧妙的理想实验：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，以及一套受检测器控制的、由锤子构成的执行机构。铀是不稳定的元素，衰变时放出射线触发检测器，驱动锤子击碎玻璃瓶，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，所以它处于叠加态。薛定谔挖苦说：在箱子未打开进行观测前，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！要等有人打开箱子看一眼才能决定猫的生死。这个理想实验的巧妙之处，在于通过“检测器－锤子－毒药瓶”这条因果链，似乎将铀原子的“衰变－未衰变叠加态”与猫的“死－活叠加态”联系在一起，使量子力学的微观不确定性变为宏观不确定性；微观的混沌变为宏观的荒谬——猫要么死了，要么活着，两者必居其一，不可能同时既死又活！ 薛定谔猫佯谬实际上提出了一个十分重要的问题：什么是量子力学的观测？观察或测量都与人的主观有关，而人在箱外，所以必须打开箱子才能决定猫的死活。谁都知道箱中猫的死活是由铀的衰变决定的——衰变前猫是活的，衰变后猫就死了，这与是否有人打开箱子进行观察毫不相干。所以毛病出在观测的主观性上，应该朝这个方向寻根究底。 微观的观测与宏观的观测有所不同。宏观的观测对被观测对象没有什么影响。微观的观测对被观测对象有影响，会引起变化。
小议薛定谔的猫
1110700058 尹璐 小议薛定谔的猫 ——《上帝掷骰子吗》《寻找薛定谔的猫》读书笔记关键词：薛定谔的猫波函数坍塌平行宇宙说量子效应波函数态叠加原理 《上帝掷骰子吗》的解释 “好，哥本哈根派说，没有测量之前，一个粒子的状态模糊不清，处于各种可能性的混合叠加，是吧？比如一个放射性原子，它何时衰变是完全概率性的。只要没有观察，它便处于衰变/不衰变的叠加状态中，只有确实地测量了，它才随机选择一种状态而出现。 好得很，那么让我们把这个原子放在一个不透明的箱子中让它保持这种叠加状态。现在薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置，每当原子衰变而放出一个中子，它就激发一连串连锁反应，最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶，而同时在箱子里的还有一只可怜的猫。事情很明显：如果原子衰变了，那么毒气瓶就被打破，猫就被毒死。要是原子没有衰变，那么猫就好好地活着。 自然的推论：当它们都被锁在箱子里时，因为我们没有观察，所以那个原子处在衰变/不衰变的叠加状态。因为原子的状态不确定，所以猫的状态也不确定，只有当我们打开箱子察看，事情才最终定论：要么猫四脚朝天躺在箱子里死掉了，要么它活蹦乱跳地“喵呜”直叫。问题是，当我们没有打开箱子之前，这只猫处在什么状态？似乎唯一的可能就是，它和我们的原子一样处在叠加态，这只猫当时陷于一种死/活的混合。 现在就不光光是原子是否幽灵的问题了，现在猫也变成了幽灵。一只猫同时又是死的又是活的？它处在不死不活的叠加态？这未免和常识太过冲突，同时在生物学角度来讲也是奇谈怪论。如果打开箱子出来一只活猫，那么要是它能说话，它会不会描述那种死/活叠加的奇异感受？恐怕不太可能。” 《寻找薛定谔的猫》的解释 “在量子力学世界中，日常所见的熟悉的物理定律不再成立。取而代之的是，事件发生由几率决定。例如具有辐射性的原子可能衰变放出电子，也可能不。可以这样设计一个实验：具有辐射能力的物质具有的机会在某一特定时间内发生衰变。如果其衰变，就会被探测器记录下来。薛定谔也像爱因斯坦那样，被量子力学结果弄得心神不安，尝试着用一个假想的实验来检验理论隐含的晦涩之外。 设想在一个封闭的房子中或匣子里，有一只活猫及一瓶毒药。当衰变发生时，药瓶被打破，猫将被毒死。在现实世界中，猫有不用看匣子，我们就会乐观地说，猫可能死了也可能还活着。但是我们遇到量子力学的奇异之处了。 这理论说，这两种机会取决于辐射物质，因而对猫来说除非被观察到否则就没有真实性。原子可能衰变，也可能不；猫可能死，也可能活，除非我们向匣子中看，发生了什么。坚持量子力学直接解释的理论学者认为存在一个中间态，猫既不死也不活，直到进行观察看看发生了什么。除非进行观测，否则一切都不是真实的。这个观点对爱因斯坦和其他科学家来说无非是麻醉剂。” 我的理解 埃尔文-薛定谔是物理学家，理论生物学家，同样也可能是“爱狗不爱猫”派。19世纪末20世纪初，科学家们创立了量子力学，认为一些粒子非常微小，以至于不可能在不影
薛定谔的猫——谈量子力学
Schrodinger's cat 薛定谔的猫 Austrian physicist Erwin Schrodinger is one of the founders of quantum mechanics, but he's most famous for something he never actually did: a thought experiment involving a cat. 奥地利物理学家埃尔·文薛定谔是量子力学的奠基人之一，但是他最为大众所知的却是他从未做过的一项试验：一个关于猫的思想试验（即薛定谔的猫）。 He imagined taking a cat and placing it in a sealed box with a device that had a 50% chance of killing the cat in the next hour. At the end of that hour, he asked, “What is the state of the cat?” 他假想将一只猫置于一个密闭盒子内，里面安放了一个一小时内有50%几率杀死猫的装置。在那一小时的结尾，他提出一个问题，现在猫是活的还是死的。 Common sense suggests that the cat is either alive or dead, but Schrodinger pointed out that according to quantum physics, at the instant before the box is opened, the cat is equal parts alive and dead, at the same time. It's only when the box is opened that we see a single definite state. 常识告诉我们猫不是活的就是死的，但是，薛定谔指出，根据量子物理，在打开盒子的前一瞬间，猫既是活的也是死的，即猫处于生与死的混合状态。同时，只有打开了盒子，我们才能知道猫是生还是死。 Until then, the cat is a blur of probability, half one thing and half the other. 除此之前，猫一直处于一种混沌可能性的状态，既生又死。 This seems absurd, which was Schrodinger's point. 薛定谔的观点听起来很荒谬。 He found quantum physics so philosophically disturbing, that he abandoned the theory he had helped make and turned to writing about biology. 他发觉量子物理如此难以理解以至于他本人都放弃验证此理论并转而研究生物。 As absurd as it may seem, though, Schrodinger's cat is very real. In fact, it's essential. 虽然薛定谔的猫看上去很荒谬，但是，它却是很真实的，实际上，也是很基础的。 If it weren't possible for quantum objects to be in two states at once, the computer you're using to watch this couldn't exist. 如果量子物体不能同时处于双重状态，我们现在用来观看此视频的电脑就不会存在。
薛定谔之猫
薛定谔之猫 “薛定谔之猫”又名“薛定谔的猫”，是关于量子理论的一个理想实验，薛定谔之猫的概念提出是为了解决爱因斯坦的相对论所带来的祖母悖论，即平行宇宙之说。 背景 什么是薛定谔猫？这要从头说起。薛定谔（E.Schr dinger ，1887—1961）是奥地利著名物理学家、量子力学的创始人之一，曾获1933年诺贝尔物理学奖，量子力学是描述原子、电子等微观粒子的理论，它所揭示的微观规律与日常生活中看到的宏观规律很不一样。处于所谓“叠加态”的微观粒子之状态是不确定的。例如，电子可以同时位于几个不同的地点，直到被观察测量（观测）时，才在某处出现。这种事如果发生在宏观世界的日常生活中，就好比：我在家中何处是不确定的，你看我一眼，我就突然现身于某处——客厅、餐厅、厨房、书房或卧室都有可能；在你看我之前，我像云雾般隐身在家中，穿墙透壁到处游荡。这种“魔术”别说常人认为荒谬，物理学家如薛定谔也想不通。于是薛定谔就编出了这个佯谬，以引起注意。果不其然！物理学家争论至今。 实验内容 把一只猫放进一个封闭的盒子里，然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。设想这个放射性原子核在一个小时内有50%的可能性发生衰变。如果发生衰变，它将会发射出一个粒子，而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置，打开装有毒气的容器，从而杀死这只猫。根据量子力学，未进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态，但是，如果在一个小时后把盒子打开，实验者只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”两种情况。薛定谔在1935年发表了一篇论文，题为《量子力学的现状》，在论文的第5节，薛定谔描述了那个常被视为恶梦的猫实验：哥本哈根派说，没有测量之前，一个粒子的状态模糊不清，处于各种可能性的混合叠加。比如一个放射性原子，它何时衰变是完全概率性的。只要没有观察，它便处于衰变/不衰变的叠加状态中，只有确实地测量了，它才会随机的选择一种状态而出现。那么让我们把这个原子放在一个不透明的箱子中让它保持这种叠加状态。现在薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置，每当原子衰变而放出一个中子，它就激发一连串连锁反应，
薛定谔的猫实验简述
薛定谔的猫实验简述 首先，实验与猫不是有很大关系…… 那么，第一部分，解释几个概念： 衰变：一些元素具有放射性，放出中子，变为其他小元素原子。对于单个原子，其衰变是不确定的，就是说，我们不能确切知道它合适衰变。（所以对元素的描述只有半衰期，即元素衰变一半的时间） 叠加态:一般认为，原子的不确定态是衰变与不衰变同时存在的状态，而不是单一状态。你可以想象成两张半透明的照片重叠放置的效果，很难理解，不过就是这个意思。目前，只有微观粒子（单个或少量的原子）才有明显的叠加态。 好了，说说实验用品： 这是一个触发器，其中放置一个（少量）铀原子，当其裂变时，那根绳索就会断裂，锤子砸在毒药瓶上，毒药释放。 好，这是猫，（喵~~~）
接下来给大家看全图： 把一只猫放进一个封闭空间里，同时空间内放入一个上述触发器。设想这个放射性原子核在一个小时内有50％的可能性发生衰变。如果发生衰变，它将会发射出一个粒子，而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置，打开装有毒气的容器，从而杀死这只猫。未进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态，但是，如果在一个小时后把密闭空间打开，实验者只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”两种情况。没有测量之前，一个粒子的状态模糊不清，处于各种可能性的混合叠加。比如一个放射性原子，它何时衰变是完全概率性的。只要没有观察，它便处于衰变／不衰变的叠加状态中，只有确实地测量了，它才会随机的选择一种状态而出现。因此，在未观察前，猫的状态也是死／活叠加态，
有趣吧？我们得到了一只死活猫，一只死活叠加的猫！ 本实验的关键在于，把微观性质通过一个装置投射到宏观，使宏观物体表现微观性，进而出现矛盾。要知道，宏观物体是没有微观性的啊！猫是不会又死又或的啊！！！ 本文只是讲述实验部分，具体理论太过复杂，大家自行学习吧。 谢谢
薛定谔的猫读后感
起初了解到《薛定谔的猫》这本书，之前知道薛定谔的猫这个物理学的现象，从量子角度去看待事物的状态。是奥地利著名物理学家薛定谔提出的一个思想实验，试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题，巧妙地把微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来，以此求证观测介入时量子的存在形式。 开篇主要讲的是逃出远山战俘营，所谓的九日研究所，其实就是日本在远山实验基地，大量的战俘被送往这里用于实验。随着在战俘营待的雷子为首的八名战俘历经种种困难逃出了战俘营，进入了巨大的原始森林山脉。但是奇怪的是这片森林当中从来没有出现过活物和死物同时出现的情况，在活人的世界当中，死去的人尸体会慢慢消失，白天和黑夜异常的漫长一切的一切都透露出神秘。 终于在以为主人公雷子也神秘消失以后，才发现原来事情远远没有结束，多年前邵德与战友逃出战俘营之后，继续踏上一条不归路，可迎接他们的是更为惊恐的事件：三年前逃出战俘营的曹正，摔下悬崖粉身碎骨，却突然离奇出现在一行人面前，他究竟是人还是鬼？军统逮捕的长着人皮翅膀的日军特工，是否就是人体试验的活体标本？神秘莫测的合体人小五，他身体内的另一个意识又是谁？ 事情发展的思维发生了跳跃，雷子和邵德是合体人，各方面的能力，都超出常人很多，带领着大家准备反馈九日研究所，因为大家明白日本人大量的制作合体人目标就是用死去的士兵重新复活，而且能力超强。这样在战场上就能更加肆意发动侵略战争。 邵德等人反攻战俘营的计划进行得异常顺利，可突然出现的人形生物，却在瞬间将战俘营关押的战俘全部撕裂，邵德等人几乎命丧其中。与此同时，一个潜入九日研究所的绝佳机会赫然出现，是冒死进攻还是继续潜藏在远山等待机会，每个步骤都不容有错，每个情节都异常的紧凑。最后的结尾好像所有这类书的固定结尾，经历过一次大的爆炸把所有的一切都炸的烟消云散，历经的种种也只能停留在大脑的记忆里。
关于薛定谔之猫的思考
关于薛定谔之猫的思考 美国科学家宣布，他们成功让6个铍离子系统实现了在50微秒内同时顺时针自旋和逆时针自旋，实现了两种相反量子态的等量叠加纠缠，也就是“薛定谔猫”态。 那么，什么是“薛定谔猫”呢？ 薛定谔猫。又称：薛定谔的猫，英语名称：Schroumldinger's cat。实验内容：薛定谔猫是关于量子理论的一个理想实验。薛定谔猫十分可怜，她被封在一个密室里，密室里有食物有毒药。毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变，则放出α粒子，触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的氰化物气体，雌猫必死无疑。这个残忍的装置由薛定谔所设计，所以这猫便叫做薛定谔猫。 如果我们不揭开密室的盖子，根据我们在日常生活中的经验，可以认定，此猫或者死，或者活，这是它的两种本征态。但是，根据量子力学，我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫，则只能说，它处于一种活与不活的叠加态，我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能确切地知道此猫是死是活，此时，猫的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态。这与我们的日常经验严重相违，揭开盖子前，要么死，要么活，怎么可能不死不活，又死又活？ 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！）正像哈姆雷特王子所说：“是死，还是活，这可真是一个问题。”只有当你打开盒子的时候，迭加态突然结束，哈姆雷特王子的犹豫才终于结束，我们知道了猫的确定态：死，或者活。 根据量子理论，原子核处于衰变和不衰变的叠加状态，只要我们不“测量”它，它就保持这种状态，因此猫就不会死。一旦我们“测量”它，它即随机选择衰变或不衰变的瞬时状态，那么： 推论一：根据概率，打开密室观察两次就可能有一次是衰变的。这样猫就死了。 推论二：如果不打开密室，猫就一直处于未知（不死不活）的状态。 薛定谔的实验把量子效应放大到了我们的日常世界，现在量子的奇特性质牵
寻找薛定谔的猫
《寻找薛定谔的猫》读书笔记 肖哨20141170046 大气科学 这本书讲的是现代物理最难以理解的科学—量子力学！书名之所以叫做“寻找薛定谔的猫”，其中薛定谔创立了量子力学的一个方程，它被称为薛定谔方程，他也因此名声大噪。这里的“猫”是一个抽象的概念，寻找薛定谔的猫其实就是寻找量子的真实性。这本书主要从三个方面来介绍量子力学，分别为量子力学的早期起源、曲折发展和它的应用。值得一提的是书中提到了大量著名的物理学家，他们都为量子力学的形成和发展做出了贡献。下面我尽量用简短的内容将这三个方面介绍一下。 一量子力学开始产生发展的原因 我们知道量子力学研究的是微观世界的微粒运动规律，首先我们来看看这些粒子都是如何被发现的和证实。 我们从构成物质的基本粒子—原子来说，原子在19世纪是否真实存在还仍存在疑问，首先出场的是被公认的自牛顿以来最伟大的物理学家—阿尔伯特.爱因斯坦。他在1905（称为“爱因斯坦奇迹年”）发表的《布朗运动的一些检视》解释了原子存在的真实性。另一篇是关于光电效应的文章，后来被认为是研究量子力学的一流文章。 电子是在19世纪末期对阴极射线的本质的争论而呗发现的，是由汤姆逊通过实验证实阴极射线是些带负电的粒子流，并且是原子的组成部分，紧接着他又发现了与之带电量相反的粒子—离子。随着中子的发现也发现具有不同质量但是化学性质相同的原子，我们称之为同位素。随后X射线的发现和放射性的发现为解开原子结构提供了关键钥匙，卢瑟福在一种放射性元素到另一种元素的过程中发现两种不同的放射性衰变，他名为α射线和β射线。还存在第三种放射名为γ射线。其中α射线起到重要重要，为他提出一种新的原子模型，这种模型成立原子结构的现代理解的基础。 二量子力学的曲折发展 但是卢瑟福引发了新的问题—绕原子核运动电子速度不断变化，必然辐射能量，由于不断地失去能量，电子应该沿着螺旋线型方向落入原子核。就这个问题的解决过程，物理学家一步步发展了量子力学。 在这之前我们不得不提一下“紫外灾难”，黑体辐射能量与频率的关系。物理学家先后推出两个公式，第一个基于经典物理推导出的瑞利—琼斯公式，但它在高频拟合完全失败而在低频拟合较好，第二的定律基于实验得出的公式—维恩公式，虽然拟合较好，但缺乏理论意义。这个难题吸进了许多物理学家，其中之一是马克思.普朗克，在他解决这个难题的过程中，他首先向量子力学迈进了革命的一步，他将振子的能量划分为有限多的碎块，这些碎块称为量子，并且它们满足E=hv，h为普朗克常数，h不具有一般的经典力学特性，他称之为“作用量”，仅在爱因斯坦发现相对论后的意义才会出现。 现在回到卢瑟福的原子模型引发的问题，认识到电子关于能量的吸收与辐射并不是连续的，而是放出整块的能量。电子“稳定“轨道对应于某个特定大小的能量，每一个都是基本量子的整数倍，没有能量处于其间的轨道。然后我们来看看波尔的原子理论，他成功解释了最简单的原子—氢原子的光谱。波尔证明最简单的氢原子的能级可以表示为台阶，每个相邻的台阶间距正比于1/n^2,此处的n是从底部起的台阶序号。因此，每一个元素的光谱中有许多条谱线，每一条谱线都对应台阶间的一个跃迁——不同能级之间的跃迁。爱因斯坦认识到，原子从激发态—电子处于高能态到低能态的辐射，同原子的放射性衰变极其相似。都有一种不确定性，即哪个原子发生跃迁或哪个原子发生衰变完全是随机的，无法预测，但又都满足统计规律，如同上帝的骰子。 现在我们来看看光子和电子的粒子性。早期牛顿提出的粒子说占据主流，与之同时代提出的
《寻找薛定谔的猫》读书笔记
《寻找薛定谔的猫》读书笔记 最近和薛定谔的猫纠缠上了，总是有意无意地看一些这样的 书或者帖子，我承认，我很烦恼。在量子物理之前，几乎所有的 科学无论是几何、力学、化学还是微积分，都是那么地令人信服，我们对其中的方程和公式总是深信不疑。然而，量子物理却不是 这样的。对于斯 最近和薛定谔的猫纠缠上了，总是有意无意地看一些这样的 书或者帖子，我承认，我很烦恼。 在量子物理之前，几乎所有的科学——无论是几何、力学、 化学还是微积分，都是那么地令人信服，我们对其中的方程和公 式总是深信不疑。 然而，量子物理却不是这样的。 对于斯蒂芬?霍金来说，作为牛顿在剑桥卢卡逊教席的继承人、爱因斯坦之后的物理学界盟主，如果物理学上还有什么事件让他 烦恼的话，那就是薛定谔的猫。“谁敢跟我提起薛定谔那只该死 的猫，我就去拿枪！”这是霍金在一次演讲中随口说出的。 薛定谔猫是关于量子理论的一个理想实验。实验是这样的： 这只猫十分可怜，它被封在一个密室里，密室里有食物有毒药。 毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，电子开关由放 射性原子控制。如果原子核衰变，则放出α粒子，触动电子 开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的氰化物气体，猫必
死无疑。这个残忍的装置由薛定谔所设计，所以此猫便叫做薛定 谔的猫。 《寻找薛定谔的猫》这本书以浅显易懂的语言告诉了我们一个真实存在但又充满不确定性的世界－－－量子物理，它让人着迷 的同时又让我们充满了疑惑，本书全面论述了量子理论的基本概念，并赋予那些无限复杂又伤脑筋的实验以生机，使我们可以毫 不费力地把握现代量子力学之迷。 第一次接触薛定谔这个名字的时候我甚至搞不清楚他是中国 人还是外国人，而且对他的成名作薛定谔方程没有一点好感，甚 至充满了不屑，因为我一直坚定地认为它除了把我弄的云里雾里 之外是没有任何意义的，直到后来物理老师转说过波尔的一句话：“谁要是第一次听到量子理论时没有感到困惑，那他一定没听懂。”顿时我就很肯定地认为我已经听懂了。再后来是大学里准 备考研的那段时间里，薛定谔这个名字一次次地出现在我面前， 这次我没有感到厌恶与困惑，不仅是因为我所考试的科目与量子 物理无关，我发现数位科学家正是因为读了他的《生命是什么》从而转行生命科学并且数年后获得诺贝尔奖，甚至包括刚开始学文 学的一位科学家。我开始对他产生了好奇，并且衍生出了兴趣， 包括他所研究的领域。 波尔对量子理论的解释：“外在物质世界的存在不是自身独 立的，而是无法摆脱地与我们对其的感知纠缠在一起的。”据此，我们似乎可以确信，在我们熟睡的时候，世界是停止不前的，甚