暗物质是什么(薛定谔的猫为什么恐怖)

薛定谔是奥地利著名的物理学家 。1926年,薛定谔提出了著名的薛定谔方程,为量子力学奠定了坚实的基础 。1933年,欧文·薛定谔因他的薛定谔方程获得诺贝尔物理学奖 。1935年,薛定谔提出了一个著名的关于猫的生死叠加的思想实验,即薛定谔的猫 。他试图从宏观上解释微观上的量子叠加原理 。这个思想实验巧妙地将微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式与宏观cat联系起来,从而验证涉及观测时量子的存在形式 。
因为猫的提出最终让薛定谔不安,让他死去,也因为“薛定谔的猫”的提出,掀起了量子力学研究的热潮 。从而杀死更多的人 。到目前为止,量子力学已经成为物理学研究的最前沿领域 。让成千上万的人投身于量子力学的研究!
如果你对这些科学不感兴趣,不想被这只猫“杀死”,那么我建议你不要看这篇文章 。
首先,我说薛定谔的猫杀了我,并不是说我杀了我的命,主要是说一个心理测试 。因为量子力学的出现,今天的人们对宇宙产生了严重的质疑,产生了无限的遐想 。......
那么什么是量子力学,什么是薛定谔的猫呢?为什么要学习量子力学?针对这些问题,让我们逐一找出其前因后果 。本文带你零基础了解量子力学!
量子力学是一种描述微观物质(原子和亚原子粒子)行为的物理理论 。量子力学是我们理解除引力之外的所有基本力(电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用)的基础 。那么什么是量子呢?我们为什么要探索这些微观力?
这里先说个题外话 。我们对世界的理解来自于我们的五种感官 。然而,我们的五官能感受到的是宏观世界 。比如想知道人的特征,仅凭五官很难从宏观世界中找出楚人的一些具体特征,比如人为什么要吃饭,为什么老死病死等等 。然后我进入微观世界,从组织到分子再到细胞,找出细胞的特性来得到人的特性 。所以有些生物实验基本上是研究最小的单位细胞,从而推断出生命的属性 。
对宇宙的探索也是如此 。为什么要研究量子而不是粒子或夸克?首先明确量子和电子中子和质子不是一个意思 。很容易因为翻译而混淆 。我们基本上把微观单位翻译成某某,量子指的是“量化” 。量子是物理学中常用的概念,指不可分的基本个体 。量子可能由几个离子组成 。你可以简单理解,所谓量子,就是研究物质世界和能量世界的中间环节 。
通过学习量子力学,我们可以确切地知道世界是如何运转的 。根据量子力学的探索,微观粒子总是处于各种状态的叠加状态 。在最早的光子和电子干涉实验中,发现单个光子或电子总是莫名其妙地同时通过两个狭缝,也就是说,当单个光子或电子通过两个狭缝时,处于左狭缝和右狭缝都叠加的状态 。当人们试图观察这是一种什么样的叠加态时,光子或电子会瞬间退化成单粒子态 。简而言之,人是无法观察的 。
于是薛定谔提出了著名的猫实验的想法 。盒子里有一只猫,还有少量放射性物质 。之后有50%的概率放射性物质会衰变释放有毒气体杀死猫,有50%的概率放射性物质不会衰变猫会活下来 。
根据经典物理学,这两种结果中的一种必然发生在盒子里,外部观察者只有打开盒子才能知道盒子内部的结果 。在量子世界中,盒子关闭时,整个系统始终保持不确定的波动状态,即猫生与猫死的叠加 。猫是死是活,只能在盒子打开后,外部观察者观察时才能确定,物质以粒子的形式表现出来 。这个实验旨在演示量子力学对微观粒子世界超越常识的理解和认识,却把微观的测不准原理变成了宏观的测不准原理,客观规律是独立于人的意志的,猫的生死违背了逻辑思维 。
薛定谔的猫是众多量子谜题中具有代表性的一个 。一只猫被关在一个密室里,里面有食物和毒药 。毒药瓶上有一把锤子 。锤子由电子开关控制,电子开关由放射性原子控制 。原子核衰变的话,会释放出α粒子,触发电子开关,锤子落下,毒瓶被砸碎,里面的氰化物气体释放出来,猫肯定会死 。
原子核的衰变是一个随机事件,所有物理学家能确切知道的是半衰期——衰变一半所需的时间 。对于放射性元素的半衰期,物理学家无法知道它何时衰变 。当然,物理学家知道,它衰变的概率就是猫死亡的概率 。如果不打开密室的盖子,我们可以断定这只猫要么死,要么活 。这是它的两个本征态 。
如果用薛定谔方程来描述薛定谔的猫,只能说它处于有生命和无生命的叠加状态 。只有揭开盖子,我们才能确定猫是死是活 。此时猫形成的波函数立刻从叠加态收缩到某个本征态 。量子论认为,不揭开盖子观察,永远不知道猫是生是死,永远处于半死不活的叠加状态,但这使得微观的测不准原理变成了宏观的测不准原理,客观规律是独立于人的意志的,猫的生死违背了逻辑思维 。


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