物理学家在kill array II里写的方程是薛定谔方程吗?好像这部电影是模拟薛定谔的猫?为伟大的上帝祈祷
这只猫很可怜。它被密封在一个密室里,里面有食物和毒药。毒药瓶上有一把锤子。锤子由电子开关控制,电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变,会释放出α粒子,触发电子开关,锤子会掉下来,毒瓶会被砸碎,里面的氰化物气体会释放出来,猫就会死。这个残忍的装置是薛定谔设计的,所以这只猫被称为薛定谔的猫。
“薛定谔的猫”命题
薛定谔的倒霉猫
薛定谔在1935《薛定谔的倒霉猫》发表了一篇论文,题目是《量子力学的现状》。
第五节,薛定谔描述了常被视为噩梦的猫实验:哥本哈根学派说,在测量之前,一个粒子的状态是模糊的,处于各种可能性的混合叠加状态。例如,放射性原子何时衰变完全是随机的。只要没有观测,就会处于衰变/非衰变的叠加状态,只有实际测量时才会随机选择一种状态出现。所以让我们把这个原子放在一个不透明的盒子里,让它保持这个叠加态。现在薛定谔想象出一种结构巧妙的精密装置。每一次原子衰变释放出一个中子,都会引发一系列的连锁反应,最后的结果就是打碎盒子里的一个毒气瓶,同时盒子里还有一只可怜的猫。事情是显而易见的:如果原子衰变,毒气瓶将被打破,猫将被毒死。如果原子不衰变,那么猫就活得很好。
自然推理
薛定谔的猫
当它们都被锁在盒子里时,原子处于衰变/不衰变的叠加态,因为我们没有观测到它。因为原子薛定谔的猫形
状态不确定,所以猫的状态也不确定。只有当我们打开盒子看一看,事情才最终决定:要么猫躺在盒子里死了,要么它活蹦乱跳,喵喵叫。问题是,在我们打开盒子之前,猫是什么状态?似乎唯一的可能就是它和我们的原子一样处于叠加态,猫被夹在了一个死/活的混合物里。
一只猫同时死了又活着?处于不死不活的叠加状态?这和常识冲突太多,同时从生物学角度来说也是奇谈怪论。如果一只活猫从箱子里出来,如果它会说话,它会描述死/活叠加的奇怪感觉吗?恐怕不太可能。换句话说,薛定谔提出猫的概念是为了解决爱因斯坦相对论,也就是平行宇宙理论带来的祖母悖论。
虽然量子理论诞生至今已有一个世纪,但它的辉煌、繁荣、兴盛也已过去半个世纪。然而,量子理论曾经造成了薛定谔猫量子计算机原理的困惑
至今仍困扰着人们。正如玻尔的名言,“任何一个第一次听到量子论时不困惑的人,一定是不理解的。”薛定谔的猫是众多量子谜题的代表。
原子核的衰变是一个随机事件,物理学家能准确知道的只有半衰期——半衰变所需的时间。如果一种放射性元素的半衰期是一天,那么晚一天,这种元素就会少一半,另一天,剩下的一半就会少一半。然而,物理学家无法知道它何时衰变,早上还是下午。当然,物理学家知道它在早上或下午衰变的概率——也就是猫在早上或下午死亡的概率。
如果不打开密室的盖子,根据我们在日常生活中的经验,可以断定这只猫不是死了就是活了。这是她的两个本征态。但是,如果用薛定谔方程来描述薛定谔猫,只能说她处于一种生与死的叠加状态。只有揭开盖子,我们才能确切地知道猫是死是活。此时,猫的波函数立即从叠加态收缩到某个本征态。
量子论认为,不打开盖子观察,永远不知道猫是死是活,她永远处于半死不活的叠加状态。这严重违背了我们的日常经验。我们要么死,要么活。怎么才能做到不生不死?
薛定谔讽刺地说:根据量子力学的解释,盒子里的猫处于“死-活叠加态”——既死又活!等到你打开盒子,看一眼猫,再决定它的生死。(请注意!这不是发现,而是决定。只看一眼就致命!正如哈姆雷特王子所说,“是死是活真的是一个问题。”只有当你打开盒子,叠加态突然结束(用数学术语来说就是“坍缩”),哈姆雷特王子的犹豫才最终结束。我们知道猫的确切状态:死或活。哥本哈根的概率解释的好处是只有一个结果,和我们观察到的结果一致。