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新手上路
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小 發表於 2010-9-8 00:12 只看該作者
時空幻象-11
薛丁格的貓是奧地利物理學家薛丁格在1935年所提出的一個想像實驗，薛丁格想出這個實驗最主要的目的是為了凸顯量子力學在巨觀條件下的不完備性。它充分展現了當哥本哈根的詮釋應用到日常生活中的物體會產生怎樣的問題。在這個想像實驗中，貓的狀態可能是生也可能是死取決在一個更早的隨機事件。為了發展這個實驗，薛丁格提出了一個所謂糾纏態(entanglement)的概念。
薛丁格發展出這個想像實驗是想要作為EPR論文(愛因斯坦、波多爾斯基和羅森於1935年為論證量子力學的不完備性而提出的一篇文章)的延伸討論。EPR論文凸顯出量子狀態的可疊加本質。簡言之，所謂的量子疊加指的就是一個系統所有可能狀態的組合，譬如一個次原子粒子的所有可能出現的位置。哥本哈根的詮釋主張只有在一次測量之後，這個疊加狀態才會遢縮為一個確定的狀態。
薛丁格與愛因斯坦在書信往返中討論了EPR論文中的幾個觀點，為了更進一步展現這項不完備，薛丁格把量子力學應用在可能具有意識的生物體上。薛丁格所設想的實驗內容大致如下：把一隻貓放進一個密閉的盒子，然後在這個盒子中放置一個包含一個放射性原子核和一個裝有毒氣的容器。假如這個放射性原子核在一個小時內有50％的可能性發生衰變。如果發生衰變，它將會發射出一個粒子，而這個粒子將會觸發某個裝置，進而打開裝有毒氣的容器，從而殺死這隻貓。
根據量子力學，未進行觀察時，這個原子核是處於「已衰變」和「未衰變」這兩種可能狀態的疊加態，但是，如果在一個小時後把盒子打開，實驗者就只能看到「衰變的原子核和死貓」或者「未衰變的原子核和活貓」兩種情況。那麼在未進行觀察之前，從原子核的疊加到觸發裝置到毒藥一直到貓的生死是否也是一連串的疊加狀態？也就是說在盒子未打開之前，貓是處於既死又生、不死不生的疊加態？
這個想像實驗的最重要的意義是，將量子理論從原子尺寸的微觀領域帶到了日常生活中的巨觀領域，從而導出和一般常識相衝突的結果。如果不能對波函數塌縮以及對這隻貓所處的狀態給出一個合理解釋的話，那麼，量子力學本身必然是不完備的。
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