
被称为Schrödinger的猫的思想实验是最著名,最误解的概念之一量子力学。通过深入思考,研究人员就对物理现实有了壮观的见解。
谁想到了施罗丁的猫?
根据1935年,他在1935年首先想到了他的猫科动物的猫科学纪律,这是对最初由Luminaly Albert Einstein构成的问题的评论,他的猫科学家埃尔温·施罗丁(ErwinSchrödinger)在1935年首先想到了他的猫头鹰。多少杂志。
在发展他们对亚原子领域的新理解时,爱因斯坦和施罗丁的大多数同事都意识到量子实体表现出极为奇怪的行为。丹麦物理学家尼尔斯·鲍尔(Niels Bohr)拥护一种理解,即像电子这样的粒子在测量之前没有明确的特性。在此之前,粒子存在于所谓的状态叠加中,例如,有50%的机会被定向“向上”,并且有50%的机会被定向“向下”。
特别是爱因斯坦不喜欢这种优柔寡断的解释。他想知道宇宙的确知道有人在测量某些东西。 Schrödinger用他臭名昭著的概念猫强调了这种荒谬。
假设一个人在1935年的论文中写道:“量子力学的当前情况。”该设备由一个盒子组成,上面有一个密封的氰化物,上面悬挂着一个锤子,该锤子附着在盖策柜台上的锤子,瞄准了一小块轻度放射性的铀。在盒子里,还有一只小猫(请记住,这是一个从未实际运出的思想实验)。
盒子被密封,实验可以进行一定的时间,也许一个小时。在那个小时内,铀遵守量子力学定律的铀有一些机会发射辐射,然后吉格计数器将其捡起,而吉格计数器将释放锤子并砸碎瓶子,并用氰化物中毒杀死猫。
根据Bohr这样的人们的说法,直到打开盒子并“测量猫的身份”之前,它将保持生命和死者的叠加。像爱因斯坦(Einstein)和施罗德(Schrödinger)这样的人忍受了这种可能性,这与我们普通的经历所告诉我们的一切都不一致 - 猫是活着的,要么死了,而且不是同时又有。
科学记者亚当·贝克尔(Adam Becker)在他的书中写道:“ [q]乌安塔姆物理学缺乏重要组成部分,一个关于它如何与世界上的事物排队的故事。”什么是真实的?“(基本书籍,2018年)。“由量子物理学支配的一个非凡的原子如何引起我们周围看到的世界?”
Schrödinger的猫是真实的吗?
Schrödinger'sCat的核心是关于Bohr对现实的解释的奇怪之处:量子和日常领域之间缺乏明确的分界线。尽管大多数人认为它提供了一个示例,以支持缺乏明确定义的属性之前的粒子,直到测量它们,但Schrödinger的最初意图恰恰相反 - 表明这种想法是荒谬的。然而,数十年来,物理学家在很大程度上忽略了这个问题,转向其他难题。
但是从1970年代开始,研究人员能够证明可以在始终彼此对应的状态下创建量子粒子 - 因此,如果一个人表现出“向上”取向,另一个将是“向下” - Schrödinger称为纠缠的现象。这种工作已用于支持新兴领域量子计算,有望生产远比当前技术快得多的计算机。
2010年,物理学家还设法创建了Schrödinger的猫的真实版本,尽管以不涉及菲利辛的方式(又名凯蒂谋杀案)。加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校(Santa Barbara)建立了谐振器,基本上是一个很小的调谐叉,在计算机屏幕上的像素大小。他们将其置于一个叠加中,在叠加中,它既振荡又不同时振荡,这表明相对较大的物体可以占据奇异的量子状态。
最终的实验使多达2,000个原子的群同时两个不同的地方,进一步模糊了显微镜和宏观之间的分界线。 2019年,格拉斯哥大学的研究人员甚至设法拍照每当光子与纠缠伙伴出现时,使用特殊的相机纠缠的光子。
尽管物理学家和哲学家尚未就如何思考量子世界达成共识,但Schrödinger的见解却产生了许多富有成果的研究途径,并且在可预见的未来可能会继续这样做。
其他资源:
- 阅读一个物理学家如何调和Schrödinger的猫的难题对话。
- 从中了解更多有关量子力学基础的信息斯坦福大学。
- 观看“Schrödinger的猫的真正含义”和保罗·萨特(Paul Sutter)问一个太空人。