知道量子叠加是量子物理中的基本原理，但是，之后呢？

离子 2024-09-02 15:45:37

这个问题感觉b站李永乐老师写得比较清楚：

 

奥地利物理学家埃尔温·薛定谔是量子力学的奠基人之一。他在1926年提出了薛定谔方程，用以描述量子态的波函数随着时间的演化，并获得诺贝尔奖。 

 

但是，他认为量子力学并不是一个完备的理论。尤其是在宏观世界中会有许多与量子力学相违背的事实。他为了把这个事实描述得更加清晰，就提出了薛定谔的猫——这个最让物理学家们头疼的思想实验。

 

把一只猫关在一个封闭的铁容器里面，并放入少量的放射性物质。这些物质在1小时内有50%的概率发生衰变，还有50%的概率不发生衰变。如果物质发生了衰变，旁边的探测器就会探测到，这样会通过一个装置启动一个榔头。榔头会打碎一个装有有毒物质的瓶子。瓶子里的有毒物质扩散到容器里，就会把猫毒死。如果物质没有衰变，那么有毒物质不会扩散，猫就活得好好的。 

 

由于量子系统处于叠加态，因此在人们没有打开盒子看的时候，这些放射性物质处于衰变和没有衰变的叠加态之中，这就使得这只猫处于一种既活又死的叠加态之中。只有打开盒子进行观测，在这一瞬间，叠加态会瞬间坍塌成本征态，这只猫就从一个既死又活的状态立刻变为活的或者死的猫。

 

有人可能会认为，不打开盒子也没关系，我们可以在盒子上安装玻璃看着这只猫啊。要知道，任何的观测行为都会影响实验。比如安装玻璃我们能够看到内部，这是因为有光射入了盒子再反射出来，这些光子就会影响量子系统，所以不能完成实验。猫要处于真正的叠加态之中，必须排除外界的任何干扰，因此人们无法观测。

 

薛定谔通过这个实验向世界阐述：量子力学只是某个更深刻物理原理的侧面。 

咔次薯霸 2024-09-12 11:06:53

薛定谔的猫是一个著名的思想实验，由奥地利物理学家埃尔温·薛定谔在1935年提出。这个思想实验旨在探讨量子力学中的超位置原理和观测对量子状态的影响。

在这个思想实验中，薛定谔设想了一个情景：一个封闭的盒子里有一个猫、一个放射性原子、一个盖革计数器、一瓶毒药和一个锤子。这个放射性原子在一定时间内有50%的概率衰变，如果发生衰变，盖革计数器会检测到并触发锤子打碎毒药瓶，导致猫死亡。如果在一段时间内原子没有衰变，猫则安然无恙。

根据量子力学的超位置原理，在没有观测之前，放射性原子处于衰变和未衰变的叠加状态。薛定谔提出，由于猫的命运与原子的状态相关联，那么在没有打开盒子观测之前，猫也处于生存和死亡的叠加状态。这显然是荒谬的，因为宏观世界中我们不会观察到猫同时处于生和死的状态。

薛定谔的猫实验揭示了量子力学的非直观性，以及宏观世界与微观世界的界限问题。它引发了关于量子力学解释、观测者的作用以及量子态坍缩等哲学和物理学问题的广泛讨论。这个思想实验至今仍然是量子力学领域中一个重要且经常被引用的概念。