
被稱為Schrödinger的貓的思想實驗是最著名,最誤解的概念之一量子力學。通過深入思考,研究人員就對物理現實有了壯觀的見解。
誰想到了施羅丁的貓?
根據1935年,他在1935年首先想到了他的貓科動物的貓科學紀律,這是對最初由Luminaly Albert Einstein構成的問題的評論,他的貓科學家埃爾溫·施羅丁(ErwinSchrödinger)在1935年首先想到了他的貓頭鷹。多少雜誌。
在發展他們對亞原子領域的新理解時,愛因斯坦和施羅丁的大多數同事都意識到量子實體表現出極為奇怪的行為。丹麥物理學家尼爾斯·鮑爾(Niels Bohr)擁護一種理解,即像電子這樣的粒子在測量之前沒有明確的特性。在此之前,粒子存在於所謂的狀態疊加中,例如,有50%的機會被定向“向上”,並且有50%的機會被定向“向下”。
特別是愛因斯坦不喜歡這種優柔寡斷的解釋。他想知道宇宙的確知道有人在測量某些東西。 Schrödinger用他臭名昭著的概念貓強調了這種荒謬。
假設一個人在1935年的論文中寫道:“量子力學的當前情況。 ”該設備由一個盒子組成,上面有一個密封的氰化物,上面懸掛著一個錘子,該錘子附著在蓋策櫃檯上的錘子,瞄準了一小塊輕度放射性的鈾。在盒子裡,還有一隻小貓(請記住,這是一個從未實際運出的思想實驗)。
盒子被密封,實驗可以進行一定的時間,也許一個小時。在那個小時內,鈾遵守量子力學定律的鈾有一些機會發射輻射,然後吉格計數器將其撿起,而吉格計數器將釋放錘子並砸碎瓶子,並用氰化物中毒殺死貓。
根據Bohr這樣的人們的說法,直到打開盒子並“測量貓的身份”之前,它將保持生命和死者的疊加。像愛因斯坦(Einstein)和施羅德(Schrödinger)這樣的人忍受了這種可能性,這與我們普通的經歷所告訴我們的一切都不一致 - 貓是活著的,要么死了,而且不是同時又有。
科學記者亞當·貝克爾(Adam Becker)在他的書中寫道:“ [q]烏安塔姆物理學缺乏重要組成部分,一個關於它如何與世界上的事物排隊的故事。”什麼是真實的?“(基本書籍,2018年)。“由量子物理學支配的一個非凡的原子如何引起我們周圍看到的世界? ”
Schrödinger的貓是真實的嗎?
Schrödinger'sCat的核心是關於Bohr對現實的解釋的奇怪之處:量子和日常領域之間缺乏明確的分界線。儘管大多數人認為它提供了一個示例,以支持缺乏明確定義的屬性之前的粒子,直到測量它們,但Schrödinger的最初意圖恰恰相反 - 表明這種想法是荒謬的。然而,數十年來,物理學家在很大程度上忽略了這個問題,轉向其他難題。
但是從1970年代開始,研究人員能夠證明可以在始終彼此對應的狀態下創建量子粒子 - 因此,如果一個人表現出“向上”取向,另一個將是“向下” - Schrödinger稱為糾纏的現象。這種工作已用於支持新興領域量子計算,有望生產遠比當前技術快得多的計算機。
2010年,物理學家還設法創建了Schrödinger的貓的真實版本,儘管以不涉及菲利辛的方式(又名凱蒂謀殺案)。加利福尼亞大學聖塔芭芭拉分校(Santa Barbara)建立了諧振器,基本上是一個很小的調諧叉,在計算機屏幕上的像素大小。他們將其置於一個疊加中,在疊加中,它既振盪又不同時振盪,這表明相對較大的物體可以佔據奇異的量子狀態。
最終的實驗使多達2,000個原子的群同時兩個不同的地方,進一步模糊了顯微鏡和宏觀之間的分界線。 2019年,格拉斯哥大學的研究人員甚至設法拍照每當光子與糾纏夥伴出現時,使用特殊的相機糾纏的光子。
儘管物理學家和哲學家尚未就如何思考量子世界達成共識,但Schrödinger的見解卻產生了許多富有成果的研究途徑,並且在可預見的未來可能會繼續這樣做。
其他資源:
- 閱讀一個物理學家如何調和Schrödinger的貓的難題對話。
- 從中了解更多有關量子力學基礎的信息斯坦福大學。
- 觀看“Schrödinger的貓的真正含義”和保羅·薩特(Paul Sutter)問一個太空人。