喜歡物理學的人一定聽說過一個詞語——薛定諤的貓,但是很多人百思不得其解,去看了相關定義后更迷糊了,到底薛定諤的貓是說的什么呢?我們接下來從以下幾個方面來說說。
薛定諤的貓是個物理學概念,首先是由物理學界的科學家薛定諤提出來的,他的最初意圖是希望在宏觀角度下解釋微觀領域的粒子問題,意圖證明粒子被觀測時的狀態。
然而這個概念提出后,在物理學領域快速傳播,甚至引發了物理學界的大地震,近乎傾覆了物理學界信奉許久的機械唯物主義思想。
它之所以會出現,是因為在物理研究領域中存在這樣一種討論,人們對一個粒子所處的狀態進行觀測之前,這個粒子有多種狀態,用物理學的專業術語來說就是多個波函數的疊加,在對粒子狀態觀測結束后,我們會得到一個準確的結果——這個粒子狀態到底是怎么樣的。
通俗一點來說就是,這個粒子在同一時間內,既是這個樣子,又是那個樣子,還是這個樣子,但是你觀測結束后,這個粒子只會是其中一個樣子,這就是薛定諤的貓。
如果覺得這個解釋依舊難以理解,那可以這樣想一下,房間里有一個盒子,盒子里則有一只貓,還有一個盛放著毒氣且容易被打碎的瓶子。在你打開盒子之前,這只貓到底是活的還是死的是不知道的,只有你打開了盒子,這只貓的生死才被決定下來。
這個時候你是不是覺得有些熟悉,好像在什么地方聽說過類似的理論,沒錯,這個說法有些像我國古代一位哲學家提出來的心學理念,我觀看此花,花與我同在,我若是沒有看見這朵花,那么這朵花就不存在。
其實兩者還是有些不同的,但是有相通之處,這就導致很多人理解出錯,將薛定諤的貓簡單粗暴的定義為唯心主義,其實這是一種不準確的理解。我們接下來深入討論一下薛定諤的貓。
光學的討論引出的概念還是上面貓的那個例子,乍一看這個例子有些無聊,但在物理學家的眼中卻不是這樣的,在盒子沒有打開之前,誰也無法知道貓的狀態,這是微觀概念和宏觀概念的交叉融合。
在量子力學的角度下去解釋,一只貓肯定不會處在既死了又活著的狀態,但是在微觀狀態卻是可以說得通的。薛定諤的貓本質上是為了證明世界的永恒性,只是提出者大概也沒有想到,隨著物理學的發展,薛定諤的貓引發了更多的思潮,比如對多個宇宙平行時空等問題的爭辯,還有一系列的哲學問題。
物理學界哥本哈根學派就對薛定諤的貓做出了其中一種解釋,在這個學派看來,在微觀物理學領域,科學家會用波函數來描述粒子的狀態,它可以用來計算粒子運動狀態或者所處位置的概率,他們認為,當我們開始測量時,就會造成波函數坍縮,因此,原先本來會有的幾個概率變成了一個。
這個觀點到底是什么意思呢?我們不妨先來了解一個與該觀點相關的物理實驗始末。
在 20 世紀初,科學家對于光學的研究越來越深入,就在所有人都覺得自己距離光學的真相只差一點點時,他們陡然注意到一個問題——光到底是波還是粒子。
波和粒子是兩種截然不同的東西,光只能是其中一種,這是正常人會有的想法,也是客觀規律下的不可否認的事實,然而隨著研究的深入,波派和粒子派的爭論越加激烈,而事情逐漸朝著詭異的方向發展。
當時兩撥人為了能說明光到底是什么,他們決定進行一場實驗,畢竟沒有什么比實驗結果更有說服力。這個實驗就是有名的雙縫干涉實驗。讓光從一個有兩道縫隙的木板中穿過,最后投射到一塊屏幕上,如果光是粒子,那么最后顯示的圖像會是兩條杠,如果是波,則會是一道斑馬線條。
實驗結果最初并沒有什么讓人吃驚的地方,顯示的最終結果是斑馬線,那就是說光其實是一種波。
不過要是事情到這里結束,可能這個實驗也不會如此出名,薛定諤的貓也不會被提出來,然而當時粒子學派的學者對此結果持懷疑態度,堅決要重新實驗,這就引發了后面的事情。
他們又進行了兩次實驗,第二次實驗的結果依舊顯示光是一種波,粒子學派的人只能勉為其難的放棄自己堅信的理論。
但這個時候有人提出來了一個關鍵問題——根據波動理論,這種現象無法解釋,光子在穿越隔板上的縫隙時,要么是在左邊,要么是在右邊,只從一邊穿越而過的波到底與什么發生了交涉?
為了弄明白這個問題,他們展開了第三次實驗,他們還特意放了兩臺攝像機用來觀察光是怎么運動的,最后的結果自然還是斑馬線,證明光其實是一種波,就當粒子學派決定放棄自己的理論時,攝像機鏡頭里的斑馬線不知道什么時候變成了兩道杠。
怎么用了攝像頭觀察,光就是粒子,不是波了?人們的常識受到了挑戰,這就好比你母親今天做了一頓飯菜,你自己親自去看就是紅燒排骨,讓別人幫你看就是糖醋鯉魚,完全取決于你自己的觀察姿勢,是不是覺得荒誕?
相關解釋而薛定諤的貓就是在這個實驗基礎上提出來的,引發了物理界的大地震,不僅僅物理學界開始正視這個概念,連帶著其他學科也參與進來,其中聯系最為緊密的就是哲學。
但是不管其他學科發表如何看法,對于那群物理學家來說,依舊是毫無說服力的,甚至在他們內部,都出現了不同的聲音去試圖解釋這一現象。
比如在1957 年,物理學家艾弗雷特就提出來一種解釋——多世界詮釋,也就是我們常說的平行宇宙學。他認為在打開箱子確定貓的生死之前,箱子里就分化成了兩個世界,一個世界的貓處于死的狀態,而另外一個則是處于生的狀態。
等到人們打開箱子之后,這兩個世界在箱子打開的一瞬間就分離了,貓的生死取決于我們看到了哪個世界,而在盒子打開后,這兩個世界開始分離,繼續互相不受干擾的運行。
這個解釋并不能讓其他物理學家滿意,其他人也紛紛提出來屬于自己的見解,比如退相干詮釋,坍縮詮釋又或者是隱變量理論等,但是這個問題迄今為止還沒有找到答案。或許在很遠的將來,科學家依舊會為了這個問題爭得頭破血流,我們依舊無法找到答案。
但從另外一個方面看,或許問題的答案很重要,然而探討問題的過程也很重要,它催發出無數智慧的火花,閃爍著知識的光芒。
最后,我們用通俗易懂的話來形容一下薛定諤的貓,你手里有一枚硬幣,你將它拋出去,正面還是反面?如果你不去看它,那么硬幣的狀態就既是正面又是反面,如果你看了結果,那么這種不確定的狀態就被打破了,只會出現一個固定的唯一的硬幣狀態,這就可以用薛定諤的貓來形容。
總之一句話,薛定諤的貓其實就是在討論一個不確定的狀態,而這個不確定的狀態如果沒有人去觀察,那么就會一直處于不確定中,只要有人觀察,那么這個不確定的狀態就會轉換成一個固定的狀態。
在物理的歷史長卷上,先后出現過討論無限可分問題的芝諾的龜,討論神創論和絕對論的拉普拉斯獸,以及討論永動機問題的麥克斯韋妖等著名問題,但是最后隨著科學的進步,都解開了謎題。
薛定諤的貓討論的是一個不確定的狀態
我們可以相信,薛定諤的貓這個謎題最后一定會被人類解開。
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薛定諤的貓是什么意思
生活中我們常聽到有人用“薛定諤的貓”來形容某件事物,那么薛定諤的貓是什么意思呢?以下是我整理的相關內容,以資參考。
“薛定諤的貓”是由奧地利物理學家薛定諤于1935年提出的有關貓生死疊加的著名思想實驗,是把微觀領域的量子行為擴展到宏觀世界的推演。這里必須要認識量子行為的一個現象:觀測。微觀物質有不同的存在形式,即粒子和波。通常,微觀物質以波的疊加混沌態存在;一旦觀測后,它們立刻選擇成為粒子。實驗是這樣的:在一個盒子里有一只貓,以及少量放射性物質。之后,有50%的概率放射性物質將會衰變并釋放出毒氣殺死這只貓,同時有50%的概率放射性物質不會衰變而貓將活下來。
根據經典物理學,在盒子里必將發生這兩個結果之一,而外部觀測者只有打開盒子才能知道里面的結果。在量子的世界里,當盒子處于關閉狀態,整個系統則一直保持不確定性的波態,即貓生死疊加。貓到底是死是活必須在盒子打開后,外部觀測者觀測時,物質以粒子形式表現后才能確定。這項實驗旨在論證量子力學對微觀粒子世界超乎常理的認識和理解,可這使微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理,客觀規律不以人的意志為轉移,貓既活又死違背了邏輯思維。
“薛定諤的貓”,在微觀世界中可以稱之為半死半活的貓,當然在宏觀世界中這是不存在的。
在生活中薛定諤的貓指的是事情的確定性和不確定性,就是事情的兩面性。比如我馬上要去做一件事情了,這件事情成功和失敗都有一半的可能性,在這種情況下可以認為這就是薛定諤的貓。
假如向天空中拋個硬幣,不知道最終落下來的是正面還是反面,這兩種可能性都占據一半。當你把手打開之前,這個硬幣的狀態也算是薛定諤的貓。
在生活中這種不確定的事情還是比較多見的,并不算是多么難得的,而薛定諤的貓也算是比較有趣合理的一種形容方式了。大家想想在生活中是不是幾乎隨處可見薛定諤的貓呢?
薛定諤的貓是什么梗?
薛定諤的貓(Schrodinger's cat)是一個著名的思想實驗,最初由奧地利物理學家艾爾溫·薛定諤在1935年提出,用于探討量子力學的基本原理。這個思想實驗描述了一個封閉的盒子,里面有一只貓和一個裝有致命毒藥的封閉容器。根據量子力學的原理,當盒子被封閉時,貓既處于死亡狀態,又處于活著的狀態,直到盒子被打開,觀察者才能確定貓的狀態。這個思想實驗被廣泛用于探討量子力學的一些基本原理,例如不確定性原理和量子糾纏等。在日常生活中,“薛定諤的貓”也常用于形容某種不確定性的狀態。
薛定諤的貓是什么意思?
“薛定諤的貓”是由奧地利物理學家薛定諤于1935年提出的有關貓生死疊加的著名思想實驗,是把微觀領域的量子行為擴展到宏觀世界的推演。
實驗內容大致是:一只貓被封在一個密室里,密室里有食物有毒藥。毒藥瓶上有一個錘子,錘子由一個電子開關控制,電子開關由放射性原子控制。量子理論認為:如果沒有揭開蓋子,進行觀察,我們永遠也不知道貓是死是活,它將永遠處于半死不活的疊加態,可這使微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理,客觀規律不以人的意志為轉移,貓既活又死違背了邏輯思維。
“薛定諤的貓”其目的是對“人類意識具有特殊的獨特地位”說法進行的嘲諷。薛定諤的貓這一個思想實驗結合薛定諤當時的社會背景,反射出那個年代更廣闊的世界——一個越來越奇怪、越來越兇險、越來越讓人捉摸不透的世界。
薛定諤的貓是什么理論
“薛定諤的貓”是由奧地利物理學家薛定諤于1935年提出的有關貓既是死的又是活的著名思想實驗的名字,它描述了量子力學的 :粒子的某些特性無法確定,直到測量外力迫使它們選擇。整個實驗是這樣進行的:在一個盒子里有一只貓,以及少量放射性物質。在一小時內,大約有50%的概率放射性物質將會衰變并釋放出毒氣殺死這只貓,剩下50%的概率是放射性物質不會衰變而貓將活下來。
根據經典物理學,在盒子里必將發生這兩個結果之一,而外部觀測者只有打開盒子才能知道里面的結果 。但在量子力學的怪異世界里,貓到底是死是活都必須在盒子打開后,外部觀測者“測量”具體情形才能知曉 。當盒子處于關閉狀態,整個系統則一直保持不確定性的狀態,貓既是死的也是活的。這項實驗旨在論證怪異的量子力學,當它從粒子擴大宏觀物體,諸如貓,聽起來非常荒謬 。
薛定諤的貓本身是一個假設的概念,但隨著技術的發展,人們在光子、原子、分子中實現了薛定諤貓態,甚至已經開始嘗試用病毒來制備薛定諤貓態,就像劉慈欣《球狀閃電》中變成量子態的人,人們已經越來越接近實現生命體的薛定諤貓 。可是另外一方面,人們發現薛定諤貓態(量子疊加態)本身就在生命過程中存在著,且是生物生存不可缺少的 。
小貓眼睛腫的原因有很多,比如眼睛里有異物,如沙子、沐浴乳、頭發等,這些物質進入眼睛會造成刺激,引起眼睛紅腫發炎。還有可能是因為細菌、病毒感染引起的眼睛紅腫。也有可能是被蜜蜂叮咬,觀察貓咪眼睛周圍是否有傷口。
應該先觀察嘔吐物的顏色,作出簡單的判斷。引起小貓咪嘔吐的原因較多,常見的原因有暴飲暴食,患有腸胃性疾病、病毒性疾病等。其次,若是腸胃疾病引起的,比如胃炎,吞食異物。最后,是病毒引起的嘔吐的話,需要合理服用抗病毒藥物、增加免疫力的藥物。
小貓叫的原因有幾種情況,可能是因為饑餓、緊張害怕、身體不適、發情等原因。首先,貓咪饑餓的時候會一直叫。其次,貓咪到了新環境或受到驚嚇,感到緊張害怕。最后,貓咪受傷、患有疾病導致身體疼痛也會一直叫。
貓咪都是比較粘人的,一般的品種貓比本土貓會更溫和、粘人一些。比較粘人的貓咪有布偶貓、藍貓、金吉拉、銀漸層貓咪、加菲貓等。其實只要主人和貓咪多加相處,和它們多玩耍、多抱抱它們,建立起深厚的感情,不論什么品種的貓咪都會特別黏主人的。
導致貓咪晚上一直叫的情況有很多,比如寒冷、饑餓、害怕等。需要注意室內溫度,給貓咪保暖,給貓咪按時按量喂食,到新環境時,多和貓咪玩耍,促進感情。如果貓咪是剛好處在發情期,那么晚上叫也是正常的情況。主人可以將其配種,滿足生理需要。
貓咪出現舔舐到體外驅蟲藥的情況,可能會造成嘔吐、流口水等癥狀。舔舐大量驅蟲藥的話,會引起中毒,這時可以喂食貓草催吐,給貓咪清洗口腔。情況嚴重時,建議立馬去寵物醫院治療。
貓咪是可以吃鹽的,少量的鹽分可以調節貓咪的食欲,促進腸道消化。但是不建議多吃。大量食用鹽,會增加貓咪的腎臟負擔,可能還會引起結石等疾病。
貓咪大概十至十五天就能睜開眼睛。剛睜眼的貓,眼睛是天藍色的。這是正常的顏色,隨著年齡的增長,眼睛顏色也會發生變化。貓咪幼崽是比較脆弱的,要避免強光照射貓咪,影響貓咪眼睛的發育。
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謝先孝主治醫師
擅長犬貓傳染病治療,消化內科疾病診療,細胞學檢查和犬貓常規外科手術。
陽炳中執業獸醫師
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