物流学回忆:薛定愕之猫

六月 23, 2005 – 7:45 am |
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薛定愕之猫:著名量子物理学家薛定谔(Erwin Schrodinger)1935年提出的一个佯谬。薛定谔设想在一个封闭盒子里面有个放射源、一只猫、一个毒药瓶。放射源每秒以50%的几率放射出一个粒子。一旦粒子发射出来,它将通过一个巧妙的传动机构将毒药瓶打开,猫就会死亡。

现在要问:一秒钟后盒子里的猫是死还是活?按照量子力学的叠加性原理,一秒钟后盒子处于无粒子态和一个粒子态的等几率幅叠加态。既然微观的放射性粒子是处于零和1的叠加态,那么宏观的猫也应处于死猫和活猫的叠加态,这就与我们的日常经验严重相违,要么死,要么活,不可能不死不活。

量子理论对此的解释是:如果没有揭开盖子,我们永远也不知道猫是死是活。在揭开盖子的一瞬间,猫的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态。通过这个佯谬薛定谔想要阐述的问题是:宏观世界是否和微观世界一样都遵从量子叠加原理。薛定愕之猫与我们的常识相违背,看似否定了宏观世界的量子叠加态。然而1997年科学家终于在离子阱中观察到这种“薛定谔猫”态。也就是说,宏观世界中也存在量子效应。


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