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你也可以看懂,量子力学的困惑,测不准原理薛定谔的猫!

2月10日 虎狼旗投稿
  量子力学已经是现代物理学的基础学科之一,其影响力越来越大!巨大的影响力迫使着人们了解它,可量子世界中的种种奇异现象却挑战着常人的逻辑底线。甚至让许多物理爱好者也摸不着头脑,以至于玻尔(量子物理学家)说到如果一个人第一次听到量子物理而不感到困惑,那他一定是没有听懂!
  薛定谔
  薛定谔的猫只是帮助人们理解量子世界的一种思想实验!
  薛定谔的猫是1935年由物理学家薛定谔提出的一种思想实验,由于人们对微观世界的种种现象感到困惑,所以薛定谔就借助宏观世界中较易理解的事例来解释微观世界的困惑现象。
  这个实验是这样的:
  把一只猫放在一个非透明的盒子里,同时放入少许的放射性物质,毒药瓶上有一个锤子,锤子由一个电子开关控制,电子开关由放射性原子控制。这种放射性原子有50的概率会衰变而放下锤子,并释放出毒气杀死这只猫,同时有50的概率放射性原子不会衰变而猫将活下来。放射性原子是否衰变则完全是随机的!
  薛定谔的猫
  对这个实验的理解有两种,一是普通人的思维方式,二是量子叠加的思维方式!
  首先,我们常人会认为,这还需要扯犊子吗?即便不打开盒子,猫要么死,要么活,只能有一种结果。真正的结果要等打开盒子才能确定!!!我想,此刻的你也是这样认为的,因为这太符合我们的思维惯性了!
  然而,在量子世界中,事情并非常人所想的那样。因为盒子一盖,里面的世界就是个封闭的系统。只要我们不去打开盒子观察,里面的情况永远就不知道,猫的死活就是叠加态的。也就是说,猫既是活的又是死的,是两种结果的叠加,而不仅只有一种非死即活的结果。
  我知道你肯定迷糊了,说不定要骂人了,准备在评论区开喷了!但是别急,往下看,你或许就明白了!薛定谔的猫终归是个思想实验而已,具体还要看量子世界中的实际情况!
  量子世界中,粒子的运动即是波动的也是粒子态的!这两种状态同时存在,是波粒二象性的体现,同时也是薛定谔的猫的叠加体现。
  下面举实例,你马上就明白了!
  生活中,我们都打过乒乓球吧!也都见过乒乓球是怎样运动的!乒乓球既上下震动,又在前行运动。
  原谅小编,实在找不到素材,就自己动手制作了这个动图!
  图中乒乓球的真实运动就好像是量子世界中粒子运动的波粒二象性。即上下震动,又前行运动,运动轨迹是在波动着!同时乒乓球是个实在的物体,这里可以理解成是个粒子。所以说乒乓球在运动的过程中,即是个粒子,又在波动的前行着。不能说乒乓球在运动过程中要么是粒子,要么是波动。它是既是粒子的,又是波动的,是两种状态的叠加!!!
  而我们常人对薛定谔的错误理解,就相当说,乒乓球的运动要么是粒子,要么是波动,反正就是这两种状态的一种。而这是错误的观念!!!
  量子世界中的粒子运动具有波粒二象性。和乒乓球一样,既是粒子,又在波动!
  而当我们打开盖子观察时,盒子里的叠加态立马消失,盒子里的状态会以粒子的形式表现出来。
  直白点说,当我们观察的时候,粒子的不确定性(叠加态)就变得确定了,这也是测不准原理的另一种理解。
  如果说我们给运动中的乒乓球拍照,就相当于对量子世界中的粒子进行观察。乒乓球的真实运动就是既是波动又是粒子,当我们观察时,我们拍照了,拍出来的照片是静态,我们只能通过照片看出来乒乓球是个物体(粒子),而看不出来它在波动。(不要钻牛角,说还有参照物这样的话)
  当我们观察(拍照)乒乓球时,通过照片只能看到它是粒子状态的,却看不出来它在波动!
  可这只是人的观察而已,乒乓球的真实运动依然既是波动又是粒子。可就是当我们观察时,乒乓球只能显示出一种特性,而表现不出波动!!!
  (PS:笔者这里只是举例子,测不准原理并未文章例子中说的那样。测不准原理,不是由于测量器材的误差导致的。确切的说,应该叫不确定性原理,指的是粒子的位置和动能不能同时测量,位置测得越准,动能就越不准,反之同理)
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