主要是说明不确定性。
具体内容:
“既死又活”的薛定谔猫,在打开或不打开盒子前都无法确定猫的状态,但一旦你打开盒子,猫的状态就一定会是确定为其中50%。在不打开盒子前可以说盒子里的猫一直活着,也可以说猫已经死了。
引申为打开箱子的时候会随机的触发一个让猫死亡的机关。所以观测者的行为会影响观测的结果。一个东西不去管它,它就在那里。要是想去研究它,那么研究结果就会受到自身的影响。
扩展资料:
“薛定谔的猫”对实验的贡献:
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。
参考资料:
因为这个实验,彻底颠覆了世界物理学与哲学。这一个物理学实验,已经到了妇孺皆知的地步。很多没有上过学的人,一提到薛定谔的猫,也都能知道这是一个怎样的实验。直到现在,还有很多人对这个实验存有质疑。
薛定谔在1935年,做了这样一个实验。他把猫关在一个封闭的匣子里,有一只活猫及一瓶毒药。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。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的开关,从而杀死那只猫。当衰变发生时,药瓶被打破,猫将被毒死。按照常识,猫可能死了也可能还活着。量子力学告诉我们,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。这个实验是想证明:除非进行观测,否则一切都不是确定的。
那么,这个实验的关键在哪儿呢?关键在于量子的衰变。如果量子不衰变,那么猫就活着。如果量子衰变了,那么猫就死了。而量子的衰变与否,取决于我们的监测。如果我们不检测,那么量子是否衰变我们就不得而知。所以说,我们通过量子,决定了猫的生死。以此类推的话,那结论就更可怕了。我们的命运就像是在选择无数的平行世界一样。而我们自己的监测状态,决定了量子世界的选择,从而决定了我们会走向哪条平行世界。
与之对立的学说是,我们的意识与量子是否衰变无关。里面的猫其实是既死又活的猫。但是,既死又活的猫是不存在的。所以,这就反衬了薛定谔的正确。物理学是奇妙的,而量子力学是最让人感到奇妙的一种物理。但是,他又决定了现代物理的走向。
因为薛定谔提出著名的“薛定谔猫”佯谬。
“薛定谔猫”佯谬假设了这样一种情况:将一只猫关在装有少量放射性原子和毒药的密闭容器里。放射性原子的衰变存在几率,如果发生衰变,会触发机关打碎装有毒药的瓶子,猫就会死;如果不发生衰变,猫就存活。
根据量子力学理论,由于放射性原子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”。
既死又活的猫在现实世界是荒谬的,但随着量子力学的发展,科学家已先后通过各种方案获得了宏观量子叠加态,并力图使更多粒子构成的系统达到这种状态并保存更长时间。
此前,美国和奥地利科学家分别宣布实现了6个和8个离子的“薛定谔猫”态,并且一直保持着这个记录。
中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室量子物理与量子信息研究部的研究人员曾在国际上首次成功实现5光子的“薛定谔猫”态。
该实验小组通过探索,实现了由5个光子极化状态和空间状态相干叠加形成的10个量子比特的“薛定谔猫”态,并在此基础上演示了“薛定谔猫”态在超精细位相测量方向的应用。
扩展资料:
埃尔温·薛定谔(Erwin Schrödinger,1887年8月12日—1961年1月4日),奥地利物理学家,量子力学奠基人之一,发展了分子生物学。维也纳大学哲学博士。苏黎世大学、柏林大学和格拉茨大学教授。
在都柏林高级研究所理论物理学研究组中工作17年。因发展了原子理论,和狄拉克(Paul Dirac)共获1933年诺贝尔物理学奖。又于1937年荣获马克斯·普朗克奖章。
物理学方面,在德布罗意物质波理论的基础上,建立了波动力学。由他所建立的薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子运动状态的基本定律,它在量子力学中的地位大致相似于牛顿运动定律在经典力学中的地位。
提出薛定谔猫思想实验,试图证明量子力学在宏观条件下的不完备性。亦研究有关热学的统计理论问题。在哲学上,确信主体与客体是不可分割的。主要著作有《波动力学四讲》《统计热力学》《生命是什么?——活细胞的物理面貌》等。
人民网-中国科大成功实现世界上最大的"薛定谔猫"态
薛定谔猫(英语:Schrödinger's Cat)是奥地利物理学者埃尔温·薛定谔于1935年提出的一个思想实验。通过这思想实验,薛定谔指出了应用量子力学的哥本哈根诠释于宏观物体会产生的问题,以及这问题与物理常识之间的矛盾。
在这思想实验里,由于先前发生事件的随机性质,猫会处于生存与死亡的叠加态。
根据退相干理论,猫不可能永远处于生存与死亡的叠加态,由于环境的影响,很快地会产生退相干效应,猫改而处于生存或死亡的经典统计学状态,因此,一般而言,绝对无法观察到这生存与死亡的叠加态。至今为止,物理学者只能精心制备出一些介观物体的叠加态。
虽然这是个思想实验,类似原理已被研究与运用在实际应用领域。当理论研讨量子力学的诠释问题时,这思想实验也时常会被特别提出为试金石。
实验概述
实验者甚至可以设置出相当荒谬的案例来。把一只猫关在一个封闭的铁容器里面,并且装置以下仪器(注意必须确保这仪器不被容器中的猫直接干扰):
在一台盖革计数器内置入极少量放射性物质,在一小时内,这个放射性物质至少有一个原子衰变的概率为50%,它没有任何原子衰变的概率也同样为50%;假若衰变事件发生了,则盖革计数管会放电,通过继电器启动一个榔头,榔头会打破装有氰化氢的烧瓶。
经过一小时以后,假若没有发生衰变事件,则猫仍旧存活;否则发生衰变,这套机构被触发,氰化氢挥发,导致猫随即死亡。用以描述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。
类似这典型案例的众多案例里,原本只局限于原子领域的不明确性被以一种巧妙的机制变为宏观不明确性,只有通过打开这个箱子来直接观察才能解除这样的不明确性。它使得我们难以如此天真地接受采用这种笼统的模型来正确代表实体的量子特性。
就其本身的意义而言,它不会蕴含任何不清楚或矛盾的涵义。但是,在一张摇晃或失焦的与云堆雾层的快照之间,实则有很大的不同之处。
——埃尔温·薛定谔,Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik (The present situation in quantum mechanics)
薛定谔的著名思想实验提出一个很尖锐的问题:这系统从什么时候开始不再处于两种不同量子态共同组成的叠加态,转而坍缩为其中的一种?更技术性地说,由于薛定谔方程的线性性质,它不能促使这叠加态坍缩,它只能展示这叠加态随着时间演进而演化的可能结果。
一个量子系统什么时候开始不再是几个量子态的线性组合(尽管这几个量子态中的每一个量子态都像是不同的经典状态,量子系统不能同时显现为几个经典状态,只能显现为其中一个经典状态),转而开始拥有唯一的经典描述?这就是这思想实验令人揣测之处。
假若猫仍旧存活着,它一直只记得它存活着。但是,符合标准量子力学的诠释竟然要求,像猫、日记一类的宏观物体不必永久具有唯一的经典描述。这思想实验描绘出一幅表观的吊诡。
直觉而言,观察者不能处于叠加的状态;可是,从这思想实验来思考,似乎猫可以处于叠加的状态。是否猫也必须成为观察者,或者,猫的存在于单独、良好定义的经典状态这案例,必需要求另外有一位外来观察者存在?
爱因斯坦觉得每一种选项都很荒谬,他特别觉得这思想实验极具凸显出这些论题的能力。1950年,在一封寄给薛定谔的信件里,他阐述:
只要一个人抱着诚实的科学态度,他就无法逃避实体这假设,除了劳厄以外,在当今物理学者中,只有你看到了这重点。大多数学者不了解他们对于实体所玩弄的是什么危险游戏,他们以为实验建立的结果与实体无关。
可是,他们的诠释已被你的放射性物质+放大器+火药+猫这盒子系统精致地反驳。这系统的波函数既表现出生气蓬勃的猫,又表现出血肉模糊的猫。没有任何学者会真正质疑猫的存在或缺席与观察这动作无关。
劳厄指的是物理学者马克斯·冯·劳厄。注意到在薛定谔的思想实验里,并没有提到火药。他是使用盖革计数器为放大器,使用氰化氢来代替火药。在爱因斯坦15年前给出的原本建议里,提到了火药。显然地,爱因斯坦依旧牢记旧理论的惊奇威力。
扩展资料:
起源与动机
1935年,薛定谔原本目的是在用这思想实验来讨论EPR吊诡(因发表者阿尔伯特·爱因斯坦、鲍里斯·波多尔斯基、纳森·罗森而命名)。
EPR论文凸显了量子纠缠的怪异性质。假设两个量子系统相互作用,然后彼此分离,但其中任意系统都不处于明确态,则它们的量子态会叠加在一起,共同形成的量子态具有量子纠缠特性。
根据哥本哈根诠释,当其中任意系统被测量之时,则两个系统纠缠在一起的量子态会坍缩为明确态。
那时,薛定谔与爱因斯坦常互相通信,交换意见,研讨EPR论文的相关问题。在爱因斯坦写给薛定谔的8月8日信件中,他勾勒出一个“粗略宏观案例”:给定一桶不稳定的火药,在经过一段时间后,这桶火药会处于爆炸与不爆炸的叠加状态。
为了更进一步说明这现象,薛定谔回信描述原则上怎样能够将原子系统的叠加态转移至大尺度系统。他提出一个思想实验,假设把一只猫、一个装有氰化氢气体的玻璃烧瓶和放射性物质放进封闭的盒子里。
猫的性命因此与原子核的状态密切相关。薛定谔表明,根据哥本哈根诠释,在实验进行一段时间后,猫会同时处于活状态与死状态(对于盒子外的世界而言),直到盒子被打开为止。
薛定谔并不想要推销周旋于生死之间的猫这点子;恰恰相反,这吊诡采用的是一种经典反证法,试图借此显露出描述量子态所需倚赖的量子理论尚存瑕疵。
薛定谔猫实验原本是专门设计来批驳哥本哈根诠释(在1935年的主要正统诠释)。现今,它仍旧是诠释量子力学的典型试金石。每一种诠释处理薛定谔猫实验的共同与特别之处,时常会被物理学者用来说明与比较这诠释的共同点、特别点、强点、弱点。
应用与实验
薛定谔猫思想实验是纯理论实验,所提到的实验设置并没有实际建成。但是,很多涉及类似原理的实验已经成功完成,例如介观物体的态叠加。这些实验并未展示出猫尺寸物体可以进行态叠加,但是它们提升了猫状态的可能尺寸上限。
在很多实验案例里,所制成的叠加态只能短暂存在,尽管冷却至接近绝对零度。介观的薛定谔猫可以用来进一步做量子测量实验,使得关于量子退相干、量子-经典界线这一类的受控实验,可以付诸进行。
1996年,陷伏铍离子的叠加态制备成功,这是单个原子层级的猫状态。
2010年,美国国家标准技术研究所的实验团队制备出光子的猫状态。
应用超导量子干涉仪,2000年完成的实验成功展示出当时最大的猫叠加态。在超导量子干涉仪的超导循环以两种可能方向流动的电流形成了这猫叠加状态。
这微安培数量级的电流涉及了上亿个电子,围绕着大约有人发那么粗的循环移动,在量子尺寸来说,可以算是宏观系统。
2010年,阿龙·奥康奈尔制成压电音叉,这是全世界第一台量子机器,能够处于振动态与非振动态的叠加。该共振器约含有1013个原子。
2010年,德国马克斯·普朗克量子光学研究所物理学者提议,使用当前科技,应该可以成功制备出流行性感冒病毒的叠加态。
这些实验演示出介观尺寸的薛定谔猫,但是,老鼠尚未被抓到,物理学者仍旧不清楚这猫叠加态怎样坍缩为单独本征态。
参考资料:
薛定谔软件左下角层级图没有调出方法如下:
1、打开薛定谔软件,进入主界面。
2、在主界面中,可看到左侧的层级树区域。
3、层级树区域没有显示,可在主界面的右上角找到“视图”选项卡。
4、“视图”选项卡中,找到“树”选项勾选。
5、勾选“树”选项后,左侧的层级树区域就会显示出来。
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。
-薛定谔的猫
薛定谔是一个非常聪明的人。1926年1-6月,他一连发表了四篇论文,题目都是《量子化就是本征值问题》,系统地阐明了波动力学理论。在此以前,德国物理学家WK海森堡、M玻恩和EP约旦于1925年7-9月通过另一途径建立了矩阵力学。
1926年3月,薛定谔发现波动力学和矩阵力学在数学上是等价的,是量子力学的两种形式,可以通过数学变换,从一个理论转到另一个理论。薛定谔起初试图把波函数解释为三维空间中的振动,把振幅解释为电荷密度,把粒子解释为波包。但他无法解决"波包扩散"的困难。最后物理学界普遍接受了玻恩提出的波函数的几率解释。
薛定谔是一个花心的人。薛定谔睡过的人很多,据说,15岁的时候,就撩到同班同学,并且把人家的肚子给搞大了。可能是因为人格魅力吧,有着很多的脑残粉,也不知道生下了多少个小薛定谔。
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