怎样通俗地解释薛定谔的猫定理

成分过冷2023-05-01  19

薛定谔的猫是关于量子理论的一个思想实验,试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题。实验是这样的: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。

格利宾在书中的解释是:两只猫都是真实的。有一只活猫,有一只死猫,它们位于不同的世界中。问题并不在于盒子中的放射性原子是否衰变,而在于它既衰变又不衰变。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。区别只是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。

扩展资料:

薛定谔方程:

埃尔温·薛定谔在20世纪20年代中期创立了现在被称为量子力学分支中的一个方程。后来被称之为薛定谔

现六光子薛定谔猫态

方程:▽2ψ(x,y,z)+(8π2m/h2)[E-U(x,y,z)]ψ(x,y,z)=0

量子理论是20世纪科学的重大进展之一,由于量子力学对传统观念所带来的巨大冲击,连“量子”的提出者在内的科学家都想尽各种办法拒绝它,或做出各种调和性的解释。事实上,薛定谔就被量子力学的结果弄得心神不安,他不喜欢波粒二象性的二元解释以及波的统计解释,试图建立一个只用波来解释的理论。

参考资料来源:百度百科-薛定谔的猫

“薛定谔方程(Schrodinger equation)又称薛定谔波动方程(Schrodinger wave equation)在量子力学中,体系的状态不能用力学量(例如x)的值来确定,而是要用力学量的函数Ψ(x,t),即波函数(又称概率幅,态函数)来确定,因此波函数成为量子力学研究的主要对象。力学量取值的概率分布如何,这个分布随时间如何变化,这些问题都可以通过求解波函数的薛定谔方程得到解答。这个方程是奥地利物理学家薛定谔于1926年提出的,它是量子力学最基本的方程之一,在量子力学中的地位与牛顿方程在经典力学中的地位相当。

薛定谔方程是量子力学最基本的方程,亦是量子力学的一个基本假定,其正确性只能靠实验来确定。”---引自百度百科。

主要应用于微观物理学,如果楼主不是研究量子物理的,这些方程几乎完全应用不到实践中。但某些现实的情况无法用经典力学的概念去阐释,例如,运动物体的电磁过程与牛顿力学所遵从的相对性原理不一致,爱因斯坦发现并解决了这个问题,但“天才”耗费了后半生,试图将“统一场论”的概念将宏观与微观的物理学有机的结合在一起,最终以失败告终。这个理论也被认为是“世间万物变化的最根本原理。”而人类想要探索这个原理,光靠几个“天才”是远远不够的。

方程在表述中,将时间和空间完整的分割,从而可以由定态方程转变为动态,最终可以完整表达出离子的波动函数。

薛定谔正如他的猫所表述的那样,量子的叠加态这个过程是不能被确定的,我们只能观测到结果。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,而在你看我之前,我像云雾般隐身在家中,穿墙透壁到处游荡。在你意识到“需要看到我”,我便“应声出现”。薛定谔为了解释这样一种不确定性,从而用一个二阶偏微分方程来阐释他所认为的微观世界,即“不能确定离子出现的位置,直到他被我们观测到,并且通过方程来表达出现在这一位置的概率。”

薛定谔实验的主要内容是将一只猫放在一个密闭的容器内,在容器内放入一些镭和氢化物等放射性元素。随着实验的推进,会有一半的放射性元素发生衰变,演变成一种能够杀害猫的毒气。另外的一半放射性元素则不发生衰变,不会对猫的生命产生任何威胁。

通常情况下我们都会认为,这只猫只有两种结局,一是活着,二是死亡。但是我们并没有办法预测放射性元素发生衰变的时间,所以我们并没有办法得知什么时候发生衰变的放射性元素会对这只猫产生危害,也就没有办法知道这只猫到底是死了还是活着。

按照量子力学的观点,因为没有办法预测放射性元素发生衰变的具体时间段,所以这只猫是处于一种可死可活的叠加状态。很显然,这种可死可活的叠加状态是跟我们平常人的认知有所出入的,我们是没有办法接受这种说法的。但是按照理论上的观点,确实是有猫的生死叠加的说法。

从量子论的观点中出发,如果我们没有亲自打开这个封闭的箱子,对这只猫进行观察,那么这只猫永远只会处于理论中的可死可活的叠加状态。要是我们亲自打开了箱子,就能够知道猫是死是活了。

因此,薛定谔想要通过这个实验证明,在没有进行观察之前,任何的预测都具有不确定性,只有当你设身处地进行了观察才具有确定性。客观规律是不会根据我们的主观意志发生转移的,所以猫是否存活还是需要我们进行观察后才能够决定。

薛定谔的猫(英文名称:Erwin Schrödinger's Cat)是奥地利著名物理学家薛定谔(Erwin Schrödinger, 1887年8月12日~1961年1月4日)提出的一个思想实验,是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。但是,不可能存在既死又活的猫,则必须在打开容器后才知道结果 。该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。随着量子物理学的发展,薛定谔的猫还延伸出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。

薛定谔方程是量子力学最基本的方程,亦是量子力学的一个基本假定,它的正确性只能靠实验来检验。

二阶偏微分方程是属于分析数学的吧。

薛定谔方程的提出

薛定谔方程是量子力学的基本方程,它揭示了微观物理世界物质运动的基本规律,就像牛顿定律在经典力学中所起的作用一样,它是原子物理学中处理一切非相对论问题的有力工具,在原子、分子、固体物理、核物理、化学等领域中被广泛应用。

薛定谔(Schr dinger,1887—1961年)1887年8月12日出生于奥地利首都维也纳。1906年至1910年,他就学于维也纳大学物理系。1910年获得博士学位。毕业后,在维也纳大学第二物理研究所从事实验物理的工作。第一次世界大战期间,他应征服役于一个偏僻的炮兵要塞,利用闲暇时间研究理论物理。战后他仍回到第二物理研究所。1920年他到耶拿大学协助维恩工作。1921年薛定谔受聘到瑞士的苏黎世大学任数学物理教授,在那里工作了6年,薛定谔方程就是在这一期间提出的。

1927年薛定谔接替普朗克到柏林大学担任理论物理教授。1933年希特勒上台后,薛定谔对于纳粹政权迫害爱因斯坦等杰出科学家的法西斯行为深为愤慨,移居牛津,在马达伦学院任访问教授。同年他与狄拉克共同获得诺贝尔物理学奖。

不理解为什么在历史学分科提问。如果是专业历史出现的话,百度百科应该有。

薛定谔的猫(英文名称:Schrödinger’s Cat)是奥地利著名物理学家薛定谔提出的一个思想实验,是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。

镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。但是,不可能存在既死又活的猫,则必须在打开容器后才知道结果。

薛定谔的猫寓意

在生活中薛定谔的猫指的是事情的确定性和不确定性,就是事情的两面性。比如我马上要去做一件事情了,这件事情成功和失败都有一半的'可能性,在这种情况下可以认为这就是薛定谔的猫。另外假如向天空中抛个硬币,不知道最终落下来的是正面还是反面,这两种可能性都占据一半。当你把手打开之前,这个硬币的状态也算是薛定谔的猫。

在生活中这种不确定的事情还是比较多见的,并不算是多么难得的,而薛定谔的猫也算是比较有趣合理的一种形容方式了。甚至还有人将这个进行一定的延伸最终得到了薛定谔把妹法。

薛定谔性质就是薛定谔的猫的实验,实验是这样的: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。

根据经典物理学,在盒子里必将发生这两个结果之一,猫现在处于“半死不活”的状态。“薛定谔性质的男性”说明这个人的男性特征不是特别明显,有50%的显现的男性特征。

扩展资料

薛定谔的猫本身是一个假设的概念,随着技术的发展,人们在光子、原子、分子中实现了薛定谔猫态,甚至已经开始尝试用病毒来制备薛定谔猫态,如刘慈欣《球状闪电》中变成量子态的人,人们已经越来越接近实现生命体的薛定谔猫 。可是另外一方面,人们发现薛定谔猫态(量子叠加态)本身就在生命过程中存在着,且是生物生存不可缺少的。

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涉到我们的日常生活了,牵涉到我们心爱的宠物猫究竟是死还是活的问题。

然而对于宏观世界来说,薛定谔的实验理论是不存在的:半衰期是宏观上的概念,而具体到某一个原子,他的衰减期是固定的(即使你无法测量)。所以当这个被选出来的原子放进箱子里的时候,猫能活的时间就已经被确定了。所以说,你“不知道”,不代表它“没有发生”。

参考资料来源:百度百科—薛定谔的猫

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