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量子力學薛丁格的貓

薛丁格的貓是奧地利著名物理學家薛丁格提出的一個思想實驗,旨在探討量子力學中的疊加態原理。實驗設定是將一隻貓關在裝有少量和氰化物的密閉容器里。鐳的衰變存在機率,如果鐳發生衰變,會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子,貓就會死;如果鐳不發生衰變,貓就存活。根據量子力學理論,由於放射性的鐳處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加,貓就理應處於死貓和活貓的疊加狀態。但是,不可能存在既死又活的貓,必須在打開容器後才知道結果。

這個實驗試圖從巨觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題,巧妙地把微觀物質在觀測後是粒子還是波的存在形式和巨觀的貓聯繫起來,以此求證觀測介入時量子的存在形式。隨著量子物理學的發展,薛丁格的貓還延伸出了平行宇宙等物理問題和哲學爭議。

根據哥本哈根詮釋,任何測量行為都會導致波函式坍縮,從原先的完全不確定性,坍縮為唯一確定的量子態。這種波函式狀態,暗示著微觀粒子其實是無處不在的,可以在宇宙的任何一個角落。當我們進行觀測時,微觀粒子就會隨機呈現某一確定狀態,實際上就是我們正好觀察到的微觀粒子的狀態。

總的來說,薛丁格的貓是一個假設的概念,旨在探討量子力學中的疊加態原理。隨著技術的發展,人們在光子、原子、分子中實現了薛丁格貓態,甚至已經開始嘗試用病毒來製備薛丁格貓態,人們已經越來越接近實現生命體的薛丁格貓。